(57)【要約】【課題】排ガス排出をコントロールする電気触媒ハニカムの提供。【解決手段】排ガス排出をコントロールする電気触媒ハニカムは富酸素燃焼排ガスを浄化するのに用いられ、ハニカム構造体、固体酸化物層及び陰極層を包含し、該ハニカム構造体は陽極、複数の気流チャネル及びケーシングを包含し、該陽極が該ハニカム構造体の骨格を形成し、該気流チャネルは該骨格内に形成されて該富酸素燃焼排ガスを流通させ、該ケーシングは該陽極の一つの外表面を被覆する。該固体酸化物層は該陽極の一つの内表面に付着して該ケーシングと接合されて該陽極を密封し、並びに該気流チャネルに面する管壁を具え、該陰極層は該管壁上に付着し、該陽極は還元性環境を、該陰極層は酸化性環境をそれぞれ有する。これにより、該還元性環境と該酸化性環境が該陽極と該陰極層の間に起電力を発生させ、該富酸素燃焼排ガス中の窒素酸化物を該陰極層で分解させる。【選択図】図１
2014066243.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
富酸素燃焼排ガスを浄化するのに用いられる排ガス排出をコントロールする電気触媒ハニカムにおいて、
ハニカム構造体（１０）であって、該ハニカム構造体（１０）を形成する骨格の陽極（１１）、該骨格内に形成されて該富酸素燃焼排ガスを流通させる複数の気流チャネル（１２）、及び該陽極（１１）の一つの外表面（１１１）を被覆するケーシング（１３）を包含し、該陽極（１１）は、第１多孔性材料で構成され、並びに還元性環境を有し、該ケーシング（１３）は第１緻密マイクロ構造とされる、上記ハニカム構造体（１０）と、
該陽極（１１）の該外表面（１１１）と反対の内表面（１１２）に付着する固体酸化物層（２０）であり、該固体酸化物層（２０）は第２緻密マイクロ構造とされ、並びに該気流チャネル（１２）に対向する管壁（２１）を具え、且つ該固体酸化物層（２０）は該ケーシング（１３）に接合されて該陽極（１１）を密封する、上記固体酸化物層（２０）と、
該管壁（２１）に付着する陰極層（３０）であって、該固体酸化物層（２０）は該陽極（１１）と該陰極層（３０）の間に位置し、該陰極層（３０）は第２多孔性材料で構成され、並びに酸化性環境を有する、上記陰極層（３０）と、
を包含し、そのうち該還元性環境と該酸化性環境は該陽極（１１）及び該陰極層（３０）の間に起電力を発生し、該富酸素燃焼排ガス中の窒素酸化物の該陰極層（３０）における分解反応を促進し、窒素ガス及び酸素ガスを生成させることを特徴とする、排ガス排出をコントロールする電気触媒ハニカム。
【請求項２】
請求項１記載の排ガス排出をコントロールする電気触媒ハニカムにおいて、該陽極（１１）は炭素質種を付着させる複数の孔を具えることを特徴とする、排ガス排出をコントロールする電気触媒ハニカム。
【請求項３】
請求項１記載の排ガス排出をコントロールする電気触媒ハニカムにおいて、該陽極（１１）の材料は、金属及び蛍石型構造金属酸化物で組成されたセルメット、ペロブスカイト型金属酸化物、蛍石型構造金属酸化物、金属を添加したペロブスカイト型金属酸化物、金属を添加した蛍石構造金属酸化物及びその組み合わせからなる群より自由に選択されることを特徴とする、排ガス排出をコントロールする電気触媒ハニカム。
【請求項４】
請求項１記載の排ガス排出をコントロールする電気触媒ハニカムにおいて、該ケーシング（１３）の材料は、金属、セラミック、ガラス及びその組み合わせからなる群より自由に選択されることを特徴とする、排ガス排出をコントロールする電気触媒ハニカム。
【請求項５】
請求項１記載の排ガス排出をコントロールする電気触媒ハニカムにおいて、該固体酸化物層（２０）の材料は、蛍石型構造金属酸化物、ペロブスカイト型金属酸化物及びその組み合わせからなる群より自由に選択されることを特徴とする、排ガス排出をコントロールする電気触媒ハニカム。
【請求項６】
請求項１記載の排ガス排出をコントロールする電気触媒ハニカムにおいて、該陰極層（３０）の材料は、ペロブスカイト型金属酸化物、蛍石型構造金属酸化物、金属を添加したペロブスカイト型金属酸化物、金属を添加した蛍石型構造金属酸化物及びその組み合わせからなる群より自由に選択されることを特徴とする、排ガス排出をコントロールする電気触媒ハニカム。
【請求項７】
請求項１記載の排ガス排出をコントロールする電気触媒ハニカムにおいて、該陰極層（３０）及び該固体酸化物層（２０）の間に設置されて該陰極層（３０）及び該固体酸化物層（２０）の連接を促進する界面層（４０）をさらに包含することを特徴とする、排ガス排出をコントロールする電気触媒ハニカム。
【請求項８】
請求項７記載の排ガス排出をコントロールする電気触媒ハニカムにおいて、該界面層（４０）の材料は、蛍石型構造金属酸化物、ペロブスカイト型金属酸化物及びその組み合わせからなる群より自由に選択されることを特徴とする、排ガス排出をコントロールする電気触媒ハニカム。
【請求項９】
請求項１記載の排ガス排出をコントロールする電気触媒ハニカムにおいて、該陰極層（３０）上に付着した酸化触媒層（５０）をさらに包含することを特徴とする、排ガス排出をコントロールする電気触媒ハニカム。
【請求項１０】
請求項９記載の排ガス排出をコントロールする電気触媒ハニカムにおいて、該酸化触媒層（５０）の材料は、金属、合金、蛍石型構造金属酸化物、ペロブスカイト型金属酸化物及びその組み合わせからなる群より自由に選択されることを特徴とする、排ガス排出をコントロールする電気触媒ハニカム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一種の電気触媒ハニカムに係り、特に一種の、排ガス排出をコントロールし、並びに有効に窒素酸化物を分解し、及び、一酸化炭素、炭素水素化合物及び粒状物を酸化する電気触媒ハニカムに関する。
【背景技術】
【０００２】
清浄な空気は人類生活の基本要件の一つであり、清浄で汚染のない空気を呼吸することで人類は安定し健康な生存が確保される。科学技術の卓越した進歩により、経済は迅速に発展したが、交通工具及び各種の林立する工場からの排ガス排出は、大気汚染をもたらし、人類生活の空気品質への影響ははなはだ大きい。そのうち、重工業工場と自動車は多くの汚染物質の主要なソースである。
【０００３】
自動車の場合、自動車の排出基準は不断に引き上げられてはいるが、車両数量が不断に増加するため、車両の排出する排ガスのもたらす大気汚染の問題は、なおも日増しに増加している。一般には、自動車エンジンの運転は、異なる形式の燃料をシリンダ内で燃焼させて熱エネルギーを放出させ、並びに動力を伝送する。しかし、燃焼過程中に発生する排ガスは、窒素酸化物（ＮＯｘ）、一酸化炭素（ＣＯ）、炭素水素化合物（ｈｙｄｒｏｃａｒｂｏｎｓ，ＨＣｓ）、粒子状物質（ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ  ｍａｔｔｅｒ，ＰＭ）等の有害汚染物を包含し、これら物質は光化学スモッグ（ｐｈｏｔｏｃｈｅｍｉｃａｌ  ｓｍｏｇ）を形成するのみならず、オゾン層を破壊し、温室効果を悪化させ、酸性雨を引き起し、ひいては生態環境を破壊し、人の健康を損なう。
【０００４】
そのうち、一酸化炭素はエンジンの不完全燃焼により発生し、そのヘモグロビンと結合して一酸化炭素ヘモグロビン（ＣＯＨｂ）を形成する能力は、酸素がヘモグロビンと結合して酸化ヘモグロビン（ＨｂＯ２）を形成する能力の３００倍であり、ゆえに空気中の一酸化炭素濃度が高すぎるとき、ヘモグロビンの酸素輸送の機能に影響が生じる。窒素酸化物は窒素ガスと酸素ガスの化合により形成され、主には一酸化窒素（ＮＯ）或いは二酸化窒素（ＮＯ２）の形式で排出され、炭素水素化合物と紫外線照射により反応して有毒な光化学スモッグを形成し、特殊な匂いを有し、目を刺激し、植物を傷つけ、並びに大気の透明度を下げ、且つ窒素酸化物は空気中の水と反応して硝酸及び亜硝酸を形成し、それは酸性雨の成分である。炭素水素化合物は低濃度の時には呼吸系統を刺激し、濃度が高くなると、中枢神経系統の機能に影響を与える。粒子状物質もまた人体の健康に危害を及ぼし得て、ひいては癌を引き起こす。
【０００５】
これにより、台湾、或いはヨーロッパ、日本、米国等の先進国家では、いずれも厳格な排気ガス基準を設けており（たとえば米国基準ＢＩＮ５及びヨーロッパ基準ＥＵＲＯ６）、窒素酸化物、一酸化炭素、炭素水素化合物及び粒子状物質等の排ガスの排出に対して基準を定めており、これにより有害気体の排出をコントロール並びに減少し、また業者が最新の汚染防御技術の製品の製造、研究開発、使用推進を行うのを奨励している。
【０００６】
たとえば、特許文献１には、一種の窒素酸化物を単独で除去する装置が記載され、それは電気化学触媒還元反応を利用し、５酸化２バナジウム（ｖａｎａｄｉｕｍ  ｐｅｎｔａｏｘｉｄｅ，Ｖ２Ｏ５）触媒で窒素酸化物を窒素ガスとする反応を補助する。しかし、上述の装置は余分に電源供給を行って、この装置中の電気化学電池を動作させなければならず、このため、エネルギーを消費し且つ排ガス中の多種類の有害危害を同時に除去する目標を達成できない。
【０００７】
ゆえに、特許文献２には、一種の、排ガス排出をコントロールする電気触媒管が開示され、該電気触媒管はスタックされてハニカム状構造を形成し、先進のハニカム式電気化学触媒変換器を形成し、排ガス中の窒素酸化物、一酸化炭素、炭素水素化合物及び粒子状物質等の浄化に使用できる。そのうち、該窒素酸化物は分解されて窒素ガスと酸素ガスとされ、一酸化炭素、炭素化合物及び粒子状物質は酸化されて二酸化炭素と水となる。これにより、該電気触媒管は余分のエネルギー及び還元性気体を消費せずに、多種類の汚染物質を浄化できる。
【０００８】
しかし、上述のハニカム式電気化学触媒変換器は、該電気触媒管を形成するためにその半分のチャネルは密封されなければならず、このため既存の車両のハニカム式触媒変換器と比較すると、反応領域が減るだけでなく、製造コストが増加し、このため、なおも改善の余地を有している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】米国特許公告第５４０１３７２号明細書
【特許文献２】米国特許出願第１３３６２２４７号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の主要な目的は、周知のハニカム式電気化学触媒変換器が、比較的小さい反応領域及び比較的高い製造コストを有する問題を解決することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上述の目的を達成するため、本発明は排ガス排出をコントロールする電気触媒ハニカムを提供し、それは、ハニカム構造体、固体酸化物層及び陰極層を包含する。該ハニカム構造体は陽極、複数の気流チャネル及びケーシングを包含し、該陽極は該ハニカム構造体の骨格を形成し、第１多孔性材料で形成され、並びに還元性環境を有し、該気流チャネルは該骨格内に形成されて該富酸素燃焼排ガスを流通させ、該ケーシングは該陽極の一つの外表面を被覆し、並びに第１緻密マイクロ構造とされる。該固体酸化物層は該陽極の、該外表面と反対の内表面に付着し、第２緻密マイクロ構造とされ、並びに該気流チャネルに面する管壁を具え、且つ該固体酸化物層は該ケーシングと接合されて該陽極を密封する。該陰極層は該管壁上に付着し、該固体酸化物層は該陽極と該陰極層の間に位置し、該陰極層は第２多孔性材料で形成され、並びに酸化性環境を有する。
【００１２】
そのうち、該還元性環境と該酸化性環境は該陽極と該陰極層の間に起電力を発生させ、該富酸素燃焼排ガス中の窒素酸化物を該陰極層での分解反応を促進し、窒素ガスと酸素ガスを生成させる。
【発明の効果】
【００１３】
総合すると、本発明中、該電気触媒ハニカムの全ての該気流チャネルはいずれも該富酸素燃焼排ガスの反応に用いられ、且つ該電気触媒ハニカムは周知のハニカム式電気化学触媒変換器よりも製作が容易であり、これにより、本発明は周知のハニカム式電気化学触媒変換器に較べて、以下の長所を有する。
１．比較的大きな反応領域を有する。
２．比較的低いコストで製造できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の第１実施例の外観立体図である。
【図２】本発明の第１実施例の断面図である。
【図３】本発明の第１実施例の断面局部拡大図である。
【図４】本発明の第２実施例の断面局部拡大図である。
【図５】本発明の第３実施例の正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下に本発明の技術内容、構造特徴、達成する目的及び作用効果について、以下に例を挙げ並びに図面を組み合わせて詳細に説明する。
【００１６】
図１から図３を参照されたい。図１は本発明の第１実施例の外観立体図である。図２は本発明の第１実施例の断面図である。図３は本発明の第１実施例の断面局部拡大図である。本発明は一種の排ガス排出をコントロールする電気触媒ハニカムであり、富酸素燃焼排ガスを浄化するのに用いられ、該富酸素燃焼排ガスは、窒素酸化物（ＮＯｘ）、一酸化炭素（ＣＯ）、炭素水素化合物（ｈｙｄｒｏｃａｒｂｏｎｓ，ＨＣｓ）、及び粒子状物質（ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ  ｍａｔｔｅｒ，ＰＭ）を含み得る。
【００１７】
該電気触媒ハニカムは、ハニカム構造体（１０）、固体酸化物層（２０）及び陰極層（３０）を包含する。該ハニカム構造体（１０）は陽極（１１）、複数の気流チャネル（１２）、及びケーシング（１３）を包含し、該陽極（１１）は該ハニカム構造体（１０）の骨格を形成する。この実施例では、該陽極（１１）は第１多孔性材料で形成され、大量の孔を有し、該陽極（１１）の材料は、金属及び蛍石型構造金属酸化物で構成されたセルメット（ｃｅｒｍｅｔ）、蛍石型構造金属酸化物（ｆｌｕｏｒｉｔｅ  ｍｅｔａｌ  ｏｘｉｄｅｓ）、ペロブスカイト型金属酸化物（ｐｅｒｏｖｓｋｉｔｅ  ｍｅｔａｌ  ｏｘｉｄｅｓ）、金属を添加した蛍石型構造金属酸化物或いは金属を添加したペロブスカイト型金属酸化物、たとえば、ニッケル（Ｎｉ）及びイットリア安定化ジルコニア（ｙｔｔｒｉａ−ｓｔａｂｉｌｉｚｅｄ  ｚｉｒｃｏｎｉａ，ＹＳＺ）セルメット（Ｎｉ−ＹＳＺ  ｃｅｒｍｅｔ）とされる。
【００１８】
該気流チャネル（１２）は該骨格内に形成され、該ハニカム構造体（１０）の対応する両端を貫通し、該富酸素燃焼排ガスの流通に供される。
【００１９】
該ケーシング（１３）は該陽極（１１）の一つの外表面（１１１）を被覆し、並びに第１緻密マイクロ構造とされ、その材料は金属、セラミック（ｃｅｒａｍｉｃｓ）或いはガラス、たとえば、ステンレススチール、酸化アルミニウム、石英ガラスとされる。
【００２０】
該固体酸化物層（２０）は該陽極（１１）の、該外表面（１１１）の反対の内表面（１１２）に付着し、並びに該ケーシング（１３）と該陽極（１１）上の対応する２端で接合され、完全に該陽極（１１）を密封し、該陽極（１１）内を還元性環境となし、該固体酸化物層（２０）は並びに該気流チャネル（１２）に面した管壁（２１）を具え、且つ該固体酸化物層（２０）の構造は、第２緻密マイクロ構造とされ、並びに酸素イオン伝導性を有し、その材料は、蛍石型構造金属酸化物或いはペロブスカイト型金属酸化物とされる。たとえば、蛍石型構造金属酸化物は、イットリア安定化ジルコニア（ｙｔｔｒｉａ−ｓｔａｂｉｌｉｚｅｄ  ｚｉｒｃｏｎｉａ，ＹＳＺ）、安定化ジルコニア、蛍石型構造のガドリニアドープ酸化セリウム（ｇａｄｏｌｉｎｉａ−ｄｏｐｅｄ  ｃｅｒｉａ，ＧＤＣ）、ドープ酸化セリウム、ペロブスカイト型のストロンチウム及びマグネシウムドープガリウム酸ランタン（ｓｔｒｏｎｔｉｕｍ／ｍａｇｎｅｓｉｕｍ−ｄｏｐｅｄ  ｌａｎｔｈａｎｕｍ  ｇａｌｌａｔｅ，ＬＳＧＭ）、ドープガリウム酸ランタンとされる。
【００２１】
該陰極層（３０）は該管壁（２１）に付着し、該固体酸化物層（２０）を該陽極（１１）と該陰極層（３０）の間に位置させ、この実施例では、該陰極層（３０）は第２多孔性材料で形成され、大量の孔を有し、たとえば、ペロブスカイト型金属酸化物、蛍石型構造金属酸化物、金属を添加したペロブスカイト型金属酸化物ある有為は金属を添加した蛍石型構造金属酸化物、たとえば、ペロブスカイト型のランタンストロンチウムコバルト銅酸化物、ランタンストロンチウムマンガン銅酸化物、ランタンストロンチウムコバルト銅酸化物及びガドリニアドープ酸化セリウム（ｇａｄｏｌｉｎｉａ−ｄｏｐｅｄ  ｃｅｒｉａ，ＧＤＣ）の組み合わせ、ランタンストロンチウムマンガン銅酸化物及びガドリニアドープ酸化セリウムの組み合わせ、銀を添加したランタンストロンチウムコバルト銅酸化物、銀を添加したランタンストロンチウムマンガン銅酸化物、銀を添加したランタンストロンチウムコバルト銅酸化物及びガドリニアドープ酸化セリウムの組み合わせ、銀を添加したランタンストロンチウムマンガン銅酸化物及びガドリニアドープ酸化セリウムの組み合わせとされる。
【００２２】
本発明中、該陽極（１１）は初期製作時に金属酸化物を包含し、該金属酸化物は該陽極（１１）を製造する時に、まず還元性気体を使用して処理されて金属に還元され、たとえば、酸化ニッケルが還元されてニッケルとされる。或いは、該金属酸化物は還元されて酸素欠乏の金属酸化物（ｏｘｙｇｅｎ−ｄｅｆｉｃｉｅｎｔ  ｍｅｔａｌ  ｏｘｉｄｅ）とされ、該陽極（１１）の該還元性環境を形成する。
【００２３】
このほか、該固体酸化物層（２０）が該ケーシング（１３）に接合されて該陽極（１１）を完全に密封する前に、先に一酸化炭素或いは炭素水素化合物を該陽極（１１）に添加してもよく、たとえば、該陽極（１１）に細孔拡散（ｐｏｒｅ  ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ）によりメタン、エタン、プロピレン、或いはプロパン等を通入し、該陽極（１１）の孔に付着した炭素質種を形成し、これにより該陽極（１１）の該還元性環境の形成を強化する。
【００２４】
また、このほかに、完全に該陽極（１１）を密封する前に、該陽極（１１）の孔中の気体を抽出し、これにより、その気体圧力を大気圧以下となすか真空となし、これにより、ハニカム構造体（１０）の排ガス処理操作における熱膨張冷収縮により発生し得る構造の傷害を減少できる。
【００２５】
図４を参照されたい。それは本発明の第２実施例の断面局部拡大図である。第２実施例中、第１実施例と比較すると、その特徴は、該電気触媒ハニカムがさらに界面層（４０）を包含し、該界面層（４０）は該陰極層（３０）と該固体酸化物層（２０）の間に設置され、これにより該陰極層（３０）と該固体酸化物層（２０）の連接を促進することにある。該界面層（４０）の材料は、蛍石型構造金属酸化物、或いはペロブスカイト型金属酸化物、たとえば蛍石型構造のガドリニアドープ酸化セリウムとされ得る。
【００２６】
さらに、第２実施例中、該電気触媒ハニカムはさらに酸化触媒層（５０）を包含し、これにより、該陰極層（３０）で酸化されにくい該富酸素燃焼排ガスの成分を酸化させ、該酸化触媒層（５０）は該陰極層（３０）は接続され、並びに該陰極層（３０）上に付着し、該酸化触媒層（５０）の材料は、金属、合金、金属酸化物、蛍石型構造金属酸化物、ペロブスカイト型金属酸化物、たとえば、パラジウム、蛍石型構造のガドリニアドープ酸化セリウム、及びランタンストロンチウムマンガン酸化物（ｌａｎｔｈａｎｕｍ−ｓｔｒｏｎｔｉｕｍ−ｍａｎｇａｎｅｓｅ  ｏｘｉｄｅ）等とされる。
【００２７】
続いて、本発明の排ガス浄化の作用過程について説明する。まず、該電気触媒ハニカムを排ガス環境中に置く。該排ガスは該富酸素燃焼排ガスとされ、酸化性環境を有するか、或いは二次空気を加入してそれをさらに富酸素とする。該電気触媒ハニカムの作業温度は常温から８００℃とし、該富酸素燃焼排ガスは窒素酸化物、一酸化炭素或いは炭素水素化合物及び粒子状物質を主要成分とする。本発明は該富酸素燃焼排ガスの浄化反応面に対して、窒素酸化物の除去及び一酸化炭素或いは炭素水素化合物及び粒子状物質の除去の二つの部分に分けて進行する。
【００２８】
窒素酸化物除去方面では、窒素酸化物は主に一酸化窒素（ＮＯ）と二酸化窒素（ＮＯ２）とされ、一酸化窒素は陰極層（３０）で分解反応を発生して窒素ガスと酸素ガスを発生し、その反応式は以下の一般式（１）とされる。
【００２９】
【化１】
2014066243.tif 000003
【００３０】
二酸化窒素は陰極層（３０）で分解反応を発生して一酸化窒素を発生し、その反応式は以下の一般式（２）とされる。
【００３１】
【化２】
2014066243.tif 000004
【００３２】
その一酸化窒素はさらに、陰極層（３０）で分解反応を発生し窒素ガスと酸素ガスを発生する。
【００３３】
該陽極（１１）の該還元性環境及び該陰極層（３０）の該酸化性環境により、該陽極（１１）と該陰極層（３０）で異なる酸素分圧が発生し、これにより該陰極層（３０）と該陽極（１１）の間に起電力（ｅｌｅｃｔｒｏｍｏｔｉｖｅ  ｆｏｒｃｅ，ｅｍｆ）が発生し、該富酸素燃焼排ガス中の窒素酸化物の陰極層（３０）での分解反応が促進され、窒素ガスと酸素ガスを形成し、該起電力の発生は以下の原理による。
【００３４】
【数１】
2014066243.tif 000005
そのうち、Ｒは気体定数であり、Ｔは絶対温度、Ｆはファラデー定数（Ｆａｒａｄｉｃ  ｃｏｎｓｔａｎｔ）、ＰＯ２は酸素分圧とされる。該金属或いは該酸素欠乏の金属酸化物で形成される該陽極（１１）、或いは該炭素質種が付着した該陽極（１１）は、還元性化合物とされ、相当に低い酸素分圧の環境を陽極（Ａｎｏｄｅ）側にもたらし、これにより、比較的大きな起電力を発生する。異なる還元性化合物は陽極側で異なる酸素分圧をもたらし得て、異なる起電力を発生し得る。陰極（Ｃａｔｈｏｄｅ）側の異なる酸素濃度も異なる酸素分圧値に対応し、異なる起電力を発生し得て、すなわち、陰極側の該富酸素燃焼排ガス中の酸素含有量が高くなるほど、起電力は大きくなり、起電力が大きいほど、本発明の窒素酸化物は電気化学促進（ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ  ｐｒｏｍｏｔｉｏｎ）分解の反応速度が速くなる。これにより、該富酸素燃焼排ガスは酸化性環境で起電力を発生できるが、該二次空気を添加して該富酸素燃焼排ガスに進入させることで、さらに大きな起電力をもたらし得る。一定温度範囲内で、分解反応速度は作業温度が低くなるほど大きくなり、常温の分解反応は比較的高い温度のときと同様に有効である。
【００３５】
該富酸素燃焼排ガス中より一酸化炭素、炭素水素化合物と粒子状物質を除去する反応方面では、該富酸素燃焼排ガスは富酸素の状態であるか、或いは二次空気が加えられてそれがさらに富酸素とされるため、該陰極層（３０）及び該酸化触媒層（５０）の触媒反応による酸化で無害な気体が形成され、そのうち、該富酸素燃焼排ガス中の一酸化炭素は酸化されて二酸化炭素とされ、炭素水素化合物と粒子状物質（Ｃを含有する物質）は酸化されて二酸化炭素と水とされ、その反応式は以下の一般式（４）から（６）に示されるとおりである。
【００３６】
【化３】
2014066243.tif 000006
【００３７】
【化４】
2014066243.tif 000007
【００３８】
【化５】
2014066243.tif 000008
【００３９】
これにより、本発明の第１実施例に対しては、主に電気化学促進分解反応により窒素酸化物の除去を行ない、並びに酸化反応により一酸化炭素、炭素水素化合物と粒子状物質を除去し、有効に該富酸素燃焼排ガス中の有害成分を除去する。
【００４０】
図５を参照されたい。それは本発明の第３実施例の正面図である。この実施例中、該ハニカム構造体（１０）の横断面外観は六角形を形成し、該気流チャネル（１２）の横断面外観は円形を形成するが、これに限定されるわけではない。該ハニカム構造体（１０）と該気流チャネル（１２）の横断面形状は、使用の必要と形式により変化し得る。
【００４１】
総合すると、本発明はそれぞれ該陽極側と該陰極側の間に異なる酸素分圧を形成し、該起電力を発生して該触媒分解反応を促進し、構造が簡単であるのみならず、生産コストを減らせ、さらに、本発明は最小の体積で浄化の効果を達成でき、たとえば、車両エンジン排気管中に設置され、エンジンの排出する該富酸素燃焼排ガス中の有害物質を除去し、空気汚染を減らせる。最後に、本発明は周知のハニカム式電気化学触媒変換器と比較すると、全ての該気流チャネルがいずれも該富酸素燃焼排ガスとの反応進行に使用され、比較的大きな反応領域を有し、及び比較的良好な反応効率を有する。これにより本発明は進歩性を有し特許の要件を満たし、ここに特許出願をいたす次第です。
【００４２】
以上は本発明の好ましい実施例の説明に過ぎず、並びに本発明を限定するものではなく、本発明に提示の精神より逸脱せずに完成されるその他の同等の効果の修飾或いは置換は、いずれも本発明の権利請求範囲内に属する。
【符号の説明】
【００４３】
（１０）ハニカム構造体
（１１）陽極
（１１１）外表面
（１１２）内表面
（１２）気流チャネル
（１３）ケーシング
（２０）固体酸化物層
（２１）管壁
（３０）陰極層
（４０）界面層
（５０）酸化触媒層
【図１】
2014066243.tif 000009
【図２】
2014066243.tif 000010
【図３】
2014066243.tif 000011
【図４】
2014066243.tif 000012
【図５】
2014066243.tif 000013