[發(fā)明專利]碳納米管制造方法和碳納米管制造裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201080016176.6
• 申請(qǐng)日: 2010-04-08
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102387989A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-03-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 今西雅弘;伊藤直樹(shù);村田成亮;永坂圭介;川合博之;中澤哲
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 豐田自動(dòng)車株式會(huì)社
• 主分類號(hào): C01B31/02
• 分類號(hào): C01B31/02
• 代理公司: 中原信達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11219
• 代理人: 楊海榮;穆德駿

1.一種碳納米管的制造方法，其中通過(guò)化學(xué)氣相沉積法生長(zhǎng)碳納米管，所述方法的特征在于包括：

提供允許氫透過(guò)的基材；

在所述基材的第一面上負(fù)載催化劑，所述催化劑促進(jìn)碳納米管的形成反應(yīng)；

向所述第一面供應(yīng)含有碳原子和氫原子的原料氣體以生長(zhǎng)所述碳納米管；以及

使通過(guò)所述碳納米管的形成反應(yīng)而在所述第一面上產(chǎn)生的氫透過(guò)至與所述第一面相反的第二面。

2.如權(quán)利要求1所述的制造方法，其中所述基材由質(zhì)子傳導(dǎo)性陶瓷制成。

3.如權(quán)利要求1所述的制造方法，其中所述基材由透過(guò)氫的多孔陶瓷制成。

4.如權(quán)利要求1所述的制造方法，其中所述基材由氫透過(guò)性金屬制成。

5.如權(quán)利要求1所述的制造方法，其中所述基材由在內(nèi)部傳導(dǎo)質(zhì)子和電子的質(zhì)子電子混合導(dǎo)體制成。

6.如權(quán)利要求1所述的制造方法，其中所述基材由金屬-陶瓷混合物制成，所述金屬-陶瓷混合物包含與導(dǎo)電性金屬材料混合的質(zhì)子傳導(dǎo)性陶瓷。

7.如權(quán)利要求2所述的制造方法，其中所述基材在所述第一和第二面上各自具有氫透過(guò)性電極，且

使氫透過(guò)包括在所述電極之間施加電壓以將質(zhì)子引導(dǎo)至所述第二面。

8.如權(quán)利要求2所述的制造方法，其中所述基材在所述第一和第二面上各自具有氫透過(guò)性電極，且

使氫透過(guò)包括從所述基材的第二面供應(yīng)氧并從所述基材的第一和第二面收集電流。

9.如權(quán)利要求4所述的制造方法，其中使氫透過(guò)包括從所述基材的第二面供應(yīng)氧并使所述第二面中的氫燃燒。

10.如權(quán)利要求1～9中任一項(xiàng)所述的制造方法，其中所述基材包含位于所述第二面上的透氣性多孔載體。

11.如權(quán)利要求1～10中任一項(xiàng)所述的制造方法，其中所述基材包含位于所述催化劑與所述第一面之間并構(gòu)造成用于防止所述催化劑擴(kuò)散入所述基材內(nèi)部的擴(kuò)散防止層。

12.如權(quán)利要求1～11中任一項(xiàng)所述的制造方法，其中使氫透過(guò)包括使在所述基材第二面上的氫氣壓力低于所述第一面上的氫氣壓力。

13.如權(quán)利要求1～12中任一項(xiàng)所述的制造方法，其中使氫透過(guò)包括將吹掃氣體引入至所述基材的第二面中用于對(duì)氫進(jìn)行吹掃。

14.如權(quán)利要求1～13中任一項(xiàng)所述的制造方法，還包括回收未反應(yīng)的原料氣體并將回收的氣體作為原料氣體進(jìn)行再循環(huán)，所述未反應(yīng)的原料氣體為未經(jīng)歷所述碳納米管的形成反應(yīng)的部分原料氣體。

15.如權(quán)利要求1～14中任一項(xiàng)所述的制造方法，其中所述基材被構(gòu)造成使得氫可選擇性地透過(guò)，且使得在所述第一面上產(chǎn)生的氫選擇性地透過(guò)至所述第二面、從而從所述第一面移除。

16.如權(quán)利要求1～15中任一項(xiàng)所述的制造方法，其中所述透過(guò)的氫為質(zhì)子形式。

17.一種通過(guò)化學(xué)氣相沉積法的碳納米管制造裝置，其特征在于包含：

容納基材的反應(yīng)器，所述基材具有在其上負(fù)載有促進(jìn)碳納米管的形成反應(yīng)的催化劑的第一面，且所述基材被構(gòu)造成使得氫從所述第一面透過(guò)至第二面；

將含有碳原子和氫原子的原料氣體供應(yīng)至所述第一面的原料氣體供應(yīng)部；以及

將通過(guò)所述碳納米管的形成反應(yīng)而在所述基材的第一面上產(chǎn)生的氫透過(guò)至所述第二面的氫移除部。

18.如權(quán)利要求17所述的制造裝置，其中

所述基材包含分別設(shè)置在所述第一和第二面上的第一和第二氫透過(guò)性電極層、以及具有質(zhì)子傳導(dǎo)性并插入至所述第一和第二電極層之間的聚合物電解質(zhì)層；且

所述氫移除部包含氧化氣體供應(yīng)部，所述氧化氣體供應(yīng)部將含氧的氧化氣體供應(yīng)至所述第二面，并且被構(gòu)造成使從所述第一面透過(guò)的所述氫與所述氧化氣體進(jìn)行電化學(xué)反應(yīng)并收集由所述電化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的電力。