特表 2024-543232 エアロゾルおよびエアロゾルを生産するための方法および装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2024-11-19

(54)【発明の名称】エアロゾルおよびエアロゾルを生産するための方法および装置

(51)【国際特許分類】

   B01D 53/76 20060101AFI20241112BHJP

   B01D 53/44 20060101ALI20241112BHJP

   B01D 53/50 20060101ALI20241112BHJP

   B01D 53/56 20060101ALI20241112BHJP

   B01D 53/92 20060101ALI20241112BHJP

   C01G 49/00 20060101ALI20241112BHJP

【ＦＩ】

B01D53/76 ZAB

B01D53/44

B01D53/50

B01D53/56

B01D53/92 212

B01D53/92 222

B01D53/92 320

C01G49/00 A

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2024543430

(86)(22)【出願日】2022-08-09

(85)【翻訳文提出日】2024-05-31

(86)【国際出願番号】 DE2022100581

(87)【国際公開番号】W WO2023051858

(87)【国際公開日】2023-04-06

(31)【優先権主張番号】DE102021004929.2

(32)【優先日】2021-10-01

(33)【優先権主張国・地域又は機関】DE

(31)【優先権主張番号】2117512.0

(32)【優先日】2021-12-03

(33)【優先権主張国・地域又は機関】GB

(31)【優先権主張番号】DE102022001364.9

(32)【優先日】2022-04-21

(33)【優先権主張国・地域又は機関】DE

(31)【優先権主張番号】DE102022001393.2

(32)【優先日】2022-04-23

(33)【優先権主張国・地域又は機関】DE

(31)【優先権主張番号】DE102022001608.7

(32)【優先日】2022-05-08

(33)【優先権主張国・地域又は機関】DE

(31)【優先権主張番号】DE102022001961.2

(32)【優先日】2022-06-07

(33)【優先権主張国・地域又は機関】DE

(31)【優先権主張番号】DE102022002100.5

(32)【優先日】2022-06-10

(33)【優先権主張国・地域又は機関】DE

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】504041804

【氏名又は名称】オエステ，フランツ－ディートリッヒ

(71)【出願人】

【識別番号】524125005

【氏名又は名称】エルスフォース、クリーブ・トーマス

【氏名又は名称原語表記】ＥＬＳＷＯＲＴＨ，Ｃｌｉｖｅ Ｔｈｏｍａｓ

【住所又は居所原語表記】１７ Ｈａｒｔｉｎｇｔｏｎ Ｃｏｕｒｔ，Ｌａｎｓｄｏｗｎｅ Ｗａｙ，Ｌｏｎｄｏｎ ＳＷ８ ２ＥＢ，Ｕｎｉｔｅｄ Ｋｉｎｇｄｏｍ

(74)【代理人】

【識別番号】110000420

【氏名又は名称】弁理士法人ＭＩＰ

(72)【発明者】

【氏名】オエステ、フランツ・ディートリッヒ

(72)【発明者】

【氏名】エルスフォース、クリーブ・トーマス

【テーマコード（参考）】

4D002

4G002

【Ｆターム（参考）】

4D002AA02

4D002AA12

4D002AA40

4D002AB03

4D002AC10

4D002BA05

4D002BA09

4D002CA01

4D002DA70

4D002FA10

4D002GA01

4D002GA03

4D002GB09

4D002GB20

4D002HA06

4G002AA06

4G002AB02

4G002AE05

(57)【要約】

硝酸アニオンおよび／または窒素－酸素化合物と塩化物との質量比が、１部の硝酸アニオンおよび／または窒素－酸素化合物対２００部の塩化物、最大１０部の硝酸アニオンおよび／または窒素－酸素化合物対１部の塩化物である、アニオン含有質量組成と、３以下から－１以上の範囲のｐＨとを有する、自己活性化型光活性エアロゾルが提示される。
【代表図】図１０

【特許請求の範囲】

【請求項1】

硝酸アニオンおよび／または窒素－酸素化合物と塩化物との質量比が、１部分の硝酸アニオンおよび／または窒素－酸素化合物対２００部分の塩化物から、最大１０部分の硝酸アニオンおよび／または窒素－酸素化合物対１部分の塩化物である、アニオン含有質量組成と、
３以下から－１以上の範囲のｐＨと
を有する、自己活性化型光活性エアロゾル（２０）。

【請求項2】

前記質量組成は、金属元素を、１部分の金属元素対１０００部分の前記アニオンから、最大１部分の金属元素対３部分のアニオンという質量比でさらに含み、
前記金属元素は、例えば、金属化合物の形態で構成され、ならびに／または
前記金属元素は、好ましくは第二鉄イオン、または、それぞれ、第二鉄カチオン、第一鉄イオンもしくは第一鉄カチオン、酸化第二鉄、水酸化第二鉄、酸化鉄（ＩＩＩ）水和物、マンガンカチオン、酸化マンガン（ＩＶ）、マンガンイオン、過マンガン酸イオン、チタン化合物、例えば二酸化チタン、四塩化チタンおよび／もしくは四塩化チタンの加水分解生成物などを含む、
先行する請求項のうち１項に記載の自己活性化型光活性エアロゾル（２０）。

【請求項3】

前記質量組成は、前記窒素－酸素－化合物を金属－窒素－酸素－化合物の形態で含み、前記金属－窒素－酸素－化合物は、金属硝酸塩、金属亜硝酸塩、硝酸鉄、亜硝酸鉄、二酸化チタン、四塩化チタンの加水分解生成物、四塩化ケイ素、塩化アルミニウム、塩化鉄（ＩＩＩ）、硝酸、酸化生成物、および／またはＮＯ、ＮＯ_２、ＮＯ_３、Ｎ_２Ｏ_３、Ｎ_２Ｏ_４、Ｎ_２Ｏ_５、ＮＯＣｌ、ＮＯ_２Ｃｌ、ＮＯ_３Ｃｌの加水分解生成物の群からの少なくとも１種の物質を含む、
先行する請求項のいずれかに記載の自己活性化型光活性エアロゾル（２０）。

【請求項4】

前記凝縮エアロゾル相における窒素－酸素化合物と前記塩化物との前記質量比は、０．５部対１００部から１０部対１部の間であり、ならびに／または
例えば前記エアロゾルの凝縮相において、窒素－酸素化合物部分は、少なくとも１つの硝酸塩部分および／もしくは少なくとも１つの硝酸部分に酸化および／もしくは加水分解され、ならびに／または
前記バルク組成物は、前記エアロゾルのｐＨが３以下から－１以上に調整されるような割合で硝酸を含む、
先行する請求項に記載の自己活性化型光活性エアロゾル（２０）。

【請求項5】

前記エアロゾルは、雲またはプルーム中に液滴または粒子を含み、および／または
前記化学的－物理的な反応の完了後に、前記質量組成は、前記凝縮相中で優勢な程度で大気中に存在し、すなわち、前記液滴または粒子は、前記質量組成中で優位を占めており、および／または
前記エアロゾルの放出後、前記化学的－物理的な変換の間、前記質量組成は、前記ガス相中に揮発性または蒸気状の成分として優勢な割合で部分的に存在する、
先行する請求項のいずれかに記載の自己活性化型光活性エアロゾル（２０）。

【請求項6】

前記塩化物は、塩化物アニオンの形態で、および／または溶解状もしくはガス状の塩化化合物で存在し、および／または
前記塩化物は、前記元素塩素を塩化物アニオンの形態で、および／または原子状塩素、元素状塩素、塩化水素、塩化ニトロシル、塩化ニトリル、もしくは硝酸塩素からなる群からの少なくとも１種の前記溶解状もしくはガス状の状態で含む、
先行する請求項のいずれかに記載の自己活性化型光活性エアロゾル（２０）。

【請求項7】

メタンおよび／またはガス状、蒸気状、もしくはエアロゾル形態の有機の温室効果性有機物質の分解のための、人工または自然の放射、例えば光など、好ましくは日光の作用下での、先行する請求項のうち１項に記載の自己活性化型光活性エアロゾル（２０）の使用。

【請求項8】

好ましくはメタンおよび／またはガス状、蒸気状、もしくはエアロゾル形態の有機の温室効果性有機物質を分解するための、例えば先行する請求項のうち１項に記載の自己活性化型光活性エアロゾル（２０）を生産する方法であって、
硝酸アニオンおよび／または窒素－酸素化合物を含む第１の前駆体（５２）を提供すること、
塩化物を含む第２の前駆体（５４）を提供すること、
前記第１の前駆体と前記第２の前駆体とを混合し、質量比を１部の硝酸アニオンおよび／または窒素－酸素化合物対２００部の塩化物から、最大１０部の硝酸アニオンおよび／または窒素－酸素化合物対１部の塩化物の範囲に調整して、塩化物混合物エアロゾル（２０）を生産すること、
ｐＨを３以下から－１以上の範囲に加減すること
を含む方法。

【請求項9】

前記塩化物混合物エアロゾル（２０）は、カチオン、分子、酸化物、水酸化物、粒子、ならびに／または鉄および／もしくはチタンなど化学結合された元素の形態で金属化合物をさらに含み、前記金属化合物は、塩化第一鉄、塩化第二鉄、硝酸第一鉄、硝酸第二鉄、塩化第二鉄もしくは硝酸第二鉄の第二鉄加水分解物、ペンタカルボニル鉄、四塩化チタン、および／または四塩化チタンのチタン含有加水分解物として存在していてもよく、ならびに／または前記塩化物混合物エアロゾル（２０）は、四塩化鉄および／もしくは四塩化チタンのチタン含有加水分解物、四塩化チタンおよび／もしくは四塩化チタンのチタン含有加水分解物部分を含み、ならびに／または
前記塩化物混合物エアロゾル（２０）は、凝縮相中に一部分、例えば液滴もしくは粒子を含み、および／または
前記第２の前駆体（５４）は、塩化物、塩化水素、塩素、四塩化ケイ素、四塩化チタン、塩化鉄（ＩＩＩ）、塩化鉄（ＩＩ）のうち少なくとも１種など塩素化合物の形態で前記塩化物を含む、
先行する請求項に記載の方法。

【請求項10】

塩化物エアロゾルおよび／または補助ガス（１１、５６）が、前記塩化物混合物エアロゾル（２０）を混合することに使用され、ならびに／または
前記塩化物混合物エアロゾル（２０）を混合することは、例えば上昇させた大気圧下などで、霧化によって、および／もしくは超音波振動を用いて行われ、ならびに／または
前記塩化物混合物エアロゾル（２０）を混合することは、非熱的噴霧化プロセスを用いて行われ、ならびに／または
前記塩化物混合物エアロゾル（２０）を混合することは、混合および反応の部材としてガスジェット真空ポンプ（１５、３１）もしくは静止型ミキサ（２１）のうち少なくとも１つを用いて行われ、ならびに／または
前記塩化物混合物エアロゾル（２０）を提供するために、塩化物塩水溶液（５４）を噴霧化し、好ましくは硝酸アニオン（５２）を追加的に含み、前記塩化物塩溶液は、好ましくは塩含量が２％以上であるかまたは５％以上でもある、
先行する請求項のいずれかに記載の方法。

【請求項11】

海水、有機硫黄化合物、元素状硫黄、ディーゼル排ガス、プラズマ化学的に変換された空気、「王水」前駆体物質を生じる窒素－酸素化合物からなる群からの少なくとも１種が添加される、
先行する請求項のいずれかに記載の方法。

【請求項12】

さらに、前記第１の前駆体（５２）は、金属硝酸塩、金属亜硝酸塩、硝酸鉄、亜硝酸鉄、二酸化チタン、四塩化チタンの加水分解生成物、硝酸、ＮＯ、ＮＯ_２、ＮＯ_３、Ｎ_２Ｏ_３、Ｎ_２Ｏ_４、Ｎ_２Ｏ_５からなる群からの少なくとも１種の物質を含み、および／または
前記第１の前駆体（５２）において、酸素と窒素との原子比は、１以上、好ましくは１．５以上対１であり、および／または
前記第２の前駆体（５４）は、塩化水素、塩素、金属塩化物、塩化第二鉄、四塩化ケイ素、四塩化チタンのうち少なくとも１種など塩素化合物を含む、
先行する請求項のいずれかに記載の方法。

【請求項13】

前記第１の前駆体（５２）を提供することは、プラズマ化学プロセスおよび／またはプラズマ反応器（５）を用いて、大気中の空気からプラズマを発生し、好ましくは前記大気中の空気に含有される前記酸素および／または窒素から前記酸素－窒素化合物を発生する、
先行する請求項のいずれかに記載の方法。

【請求項14】

前記プラズマ化学プロセスでは、プラズマグロー放電、コロナ放電、水接触の存在下もしくは不在下の無声放電、容量性もしくは誘導性の高周波放電、マイクロ波放電、誘電体阻害放電、水接触存在下の空気プラズマジェット、または水接触存在下のスライディングアーク放電など、非熱的プラズマが生成もしくは維持され、前記プロセスは、真空中もしくは大気圧下で行うことができるか、または
高温プラズマは、前記プラズマ化学プロセスにおいて生成もしくは維持されるか、および／または
前記プラズマ化学プロセスおよび／または前記プラズマ反応器により生成された前記第１の前駆体の体積分率は、生産される前記自己活性化型光活性エアロゾルの１体積％以上、例えば２．５体積％以上、または５体積％以上であり、前記エアロゾルは、好ましくは先行する請求項のいずれかに従って生産される、
先行する請求項に記載の方法。

【請求項15】

さらに、前記第２の前駆体（５４）を提供することでは、例えば無水塩化第二鉄（８３）からなるかまたは無水塩化第二鉄（８３）を含む堆積床（８５）のための昇華デバイス（８）の使用をさらに含む、
先行する請求項のいずれかに記載の方法。

【請求項16】

前記第１の前駆体と前記第２の前駆体（５２、５４）とを互いに混合することは、部分的に閉鎖された環境、例えば煙突や排出口（４１）などの囲繞物の中で行われる、および／または
前記第１の前駆体と前記第２の前駆体（５２、５４）とを混合する工程の後に、前記混合された自己活性化型光活性エアロゾル（２０）は、例えば加圧ガス（５６）などを用いて噴出され、前記加圧ガスは、真空生成した加圧ガスとすることができ、および／または
前記混合された自己活性化型光活性エアロゾル（２０）は、下記の足場位置：船、浮遊プラットフォーム、石油掘削装置、航空機、バルーン、小型飛行船、冷却塔、煙突、排出口、格子鉄塔、山頂、上昇気流発電プラント、風力タービン、上述の陸上の、海上の、または氷河由来の候補のうち少なくとも１つから噴出される、
先行する請求項のいずれかに記載の方法。

【請求項17】

例えば先行する請求項の１つに従って、および／または例えば先行する請求項の１つに記載の方法に従って、自己活性化型光活性エアロゾル（２０）を提供する装置（１００）であって、
反応チャンバ（４０）と、
例えば硝酸アニオンおよび／または窒素－酸素化合物を含む、窒素含有化合物の第１の前駆体（５２）を前記反応空間に提供するための前記反応空間に接続された第１の手段（１、５、１３、１３ａ、２５）と、
塩素または塩化物を含む第２の前駆体（５４）を前記反応空間に提供するための前記反応空間に接続された第２の手段（１、８、１３、１３ａ、２３）と、
前記反応空間に搬送ガス（５６）を提供するための搬送ガス提供デバイス（１６）と
を含み、
前記デバイスは、前記第１の前駆体と前記第２の前駆体との混合物を前記反応空間にもたらして、それによって、質量比を１部分の硝酸アニオンおよび／または窒素－酸素化合物対２００部分の塩化物から、最大１０部分の硝酸アニオンおよび／または窒素－酸素化合物対１部分の塩化物の範囲に調整するように適応され、
前記デバイスは、ｐＨを３以下から－１以上の範囲に加減するようにさらに適応される、装置。

【請求項18】

前記第１のデバイス（１、５、１３、１３ａ、２５）は、大気中の空気からプラズマを生成するための、例えば、前記大気中の空気に含有されている前記酸素および／または窒素から前記酸素－窒素化合物を生成するための、プラズマ反応器（５）を含む、先行する請求項に記載の装置（１００）。

【請求項19】

前記プラズマ反応器（５）は、非熱的プラズマを生成もしくは維持し、および／または
前記プラズマ反応器（５）は、下記の方法：プラズマグロー放電、コロナ放電、水接触の存在下もしくは不在下の無声放電、容量性または誘導性の高周波放電、マイクロ波放電、誘電体阻害放電、水接触存在下の空気プラズマジェット、もしくは水接触存在下のスライディングアーク放電の１つを含み、および／または
前記プラズマ反応器（５）は、真空下もしくは大気圧下で動作され、および／または
前記プラズマ反応器（５）は、高温プラズマを提供もしくは維持する、
先行する請求項に記載の装置（１００）。

【請求項20】

前記搬送ガス提供デバイス（１６）は、下記の特徴：ガスジェット、加圧ガスシステム、排出デバイスのうち少なくとも１つを含み、および／または
前記デバイスは、前記第１のデバイス（１、５、１３、１３ａ、２５）がＮＯｘ出口（３６）を介して前記反応チャンバ（４０）に接続されるように配置され、および／または
前記第２のデバイス（１、８、１３、１３ａ、２３）は、塩化物出口（３７）を介して前記反応チャンバ（４０）に接続され、および／または
前記第１のデバイス（１、５、１３、１３ａ、２５）および前記第２のデバイス（１、８、１３、１３ａ、２３）は、共通ＮＯｘ／塩化物出口（３６、３７）を介して前記反応チャンバに接続される、
先行する請求項のいずれかに記載の装置（１００）。

【請求項21】

下記の特徴またはデバイス：
霧化システム（１３）、
超音波振動デバイス、
ガス状または蒸気状の媒体を搬送し放出するための遠心ポンプ（１６０、１７０）、
液体媒体を搬送し噴霧化するための遠心ポンプ（１６０、１７０）、
噴霧化プラント（１）であって、具体的には凝縮および／または加水分解による噴霧化プロセスを行うためのプラント、
塩素化プラント（８）であって、具体的には鉄の塩素化のためのプラント、
ガスジェット真空ポンプ（１５、３１）、および／または
混合および反応の構成要素としての静止型ミキサ（２１）
のうち少なくとも１つを含み、前記デバイスは、例えば前記反応チャンバ（４０）の中および上に配置される、先行する請求項のいずれかに記載の装置（１００）。

【請求項22】

前記第２のデバイス（１、８、１３、１３ａ、２３）は、堆積床（８３）のための昇華デバイス（８）をさらに含み、前記堆積床は、好ましくは、例えば塩化第二鉄および／または塩化第二鉄－塩化アルミニウム混合物などの無水塩化第二鉄からなるかまたは無水塩化第二鉄を含む、
先行する請求項のいずれかに記載の装置（１００）。

【請求項23】

前記堆積床（８３）は、下記の特徴：
不活性ガス流による撹拌、振動、振盪、循環、流動化の動作のうち少なくとも１つを提供する混合デバイスであって、
磨砕補助具（８６）、例えばセラミックボールなどを提供する混合デバイス、
瀉出デバイス、
前記堆積床を通じて流すための不活性ガスまたは不活性蒸気を提供するためのガス流システムおよび／または蒸発器システムであって、前記不活性蒸気は前記液体塩素化合物の四塩化ケイ素または四塩化チタンのうち少なくとも１つの蒸発によって提供される、ガス流システム、
前記堆積床を加熱するための加熱デバイス（９）、
前記塩化第二鉄の堆積床および／または前記蒸発器システムの温度を１００℃から２２０℃の間に制御するための温度制御デバイス
のうち少なくとも１つの特徴を有する、先行する請求項に記載の装置（１００）。

【請求項24】

温度および／または圧力の上昇下で空気と硝酸とを中に供給することによって硝酸蒸気を生成するための蒸気発生器（１）をさらに含み、ならびに／または
前記煙霧システム（１３）は、硝酸塩および／または塩化物の霧を生成するために、液体または水溶液の塩化物および／または硝酸塩のノズル煙霧、回転衝突付与要素（１７４）による煙霧、または超音波振動煙霧のうち少なくとも１つを提供する、
先行する請求項のいずれかに記載の装置（１００）。

【請求項25】

前記第２のデバイス（１、８、１３、１３ａ、２３）は、金属または合金、例えば金属鉄、ケイ酸鉄、または元素状ケイ素と塩素ガスとの発熱反応のための反応デバイスを含み、
好ましくは、前記反応デバイス中の温度を４５０℃から６００℃の間に制御するための温度制御デバイスをさらに含む、
先行する請求項のいずれかに記載の装置（１００）。

【請求項26】

前記デバイスは、下記の足場位置：船、浮遊プラットフォーム、基礎のある離岸プラットフォーム、掘削プラットフォーム、航空機、バルーン、飛行船、冷却塔、煙突（４１）、排出パイプ、籠マスト、山頂、アップウィンド型発電プラント、タービン、風力発電プラント（１８５）、氷河支持プラットフォームのうち１つに準備され設置される、
先行する請求項のいずれかに記載の装置（１００）。

【請求項27】

前記反応チャンバ（４０）は、前記自己活性化型光活性エアロゾル（２０）を放出するための出口を有する囲繞物に配置され、
前記反応チャンバは、好ましくは、冷却塔、煙突（４１）、排出、籠マスト、上昇気流発電プラント、風力発電プラント（１８５）、またはタービンに配置される、
先行する請求項のいずれかに記載の装置（１００）。

【請求項28】

例えば、先行する請求項のいずれかに従って、および／または好ましくは先行する請求項の１つに記載の方法に従って、排ガスを少なくとも一部変換し、同時に自己活性化型光活性エアロゾルを提供する排ガス処理デバイス（１０１）であって、前記排ガス処理デバイスは、
例えば排出パイプまたは煙突（４１）中の、排ガス排出のためのパイプ部分に配置された反応チャンバ（４０）と、
硝酸アニオンおよび／または窒素－酸素化合物を含む第１の前駆体（５２）を前記反応チャンバに提供するための第１のデバイス（１、５、１３、１３ａ、２５）と、
塩化物を含む第２の前駆体（５４）を前記反応チャンバに提供するための第２のデバイス（１、８、１３、１３ａ、２３）と、
搬送ガス（５６）を前記反応空間に提供するための搬送ガス提供デバイスとして、ディーゼルエンジン（１６ａ）などの排ガス放出器と
を含み、
前記装置は、前記第１の前駆体と前記第２の前駆体との混合物を前記反応チャンバにもたらして、質量比を１部分の硝酸アニオンおよび／または窒素－酸素化合物対２００部分の塩化物から、最大１０部分の硝酸アニオンおよび／または窒素－酸素化合物対１部分の塩化物の範囲に設定するように適応され、
前記デバイスは、ｐＨを３以下から－１以上の範囲に加減するようにさらに適応される、
排ガス処理デバイス。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、自己活性化型光活性エアロゾル、例えば、大気中のメタン分解のためのおよび／または排ガスの処理または精製のためのエアロゾル、エアロゾルを生産するための方法、そのようなエアロゾルを提供できるデバイス、ならびにエアロゾルに基づき動作する排ガス処理システムに関する。

【背景技術】

【0002】

原理上は、温室ガスなどの気候に損害を与える物質を大気から除去する方法が知られている。具体的には早期の特許出願（特許文献１）を参照されたい。その目的の１つは、温室ガスを削減することによって気候に、主に気候変化に直接的な影響を及ぼし、大気の全体的な温暖化を低減することであり、それゆえに、本記載に説明されるさらに進んだ展開は、総じて人類にとって重要な役割を果たし得る。

【0003】

気候変化の影響の観点から、海中の植物プランクトンの成長の増加を刺激し、大気から可能性としてギガトンスケールでＣＯ_２を吸収するための方法もまた、世界中で探し求められている。大気中の塩化鉄（ＩＩＩ）エアロゾルのプルームは、煙突から放出され得るが、例えば、大気中のメタンおよび他の有機化合物の光化学的な分解、物理的な雲の形成、存在する雲の増光、ならびに海洋で生物学的に誘導されたＣＯ_２吸収を介して、気候寒冷化およびその他の環境的な恩恵をもたらし得る。

【0004】

例えば、塩化鉄（ＩＩＩ）エアロゾル粒子の雲は、固体の無水塩化鉄（ＩＩＩ）を２００～３００℃の温度で昇華させることによって、生成させることができる。そのようなプロセスも、２０１０年出願「対流圏を冷却する方法」（特許文献１）に記載されている。

【0005】

しかし、塩化鉄（ＩＩＩ）の昇華に伴う問題の１つとして、結果として得られた塩化鉄（ＩＩＩ）の蒸気が固体の塩化鉄（ＩＩ）と元素状の塩素とに分解し、それが２００℃超の温度域で始まってしまうという点がある。このことによって昇華デバイスは、沈降した固体の塩化鉄（ＩＩ）で詰まることがある。さらに、昇華チャンバ内の酸素および／または水蒸気を含有する不純物は、ガス状の塩化鉄（ＩＩＩ）を昇華温度で酸化させて固体の酸素含有鉄化合物とする傾向があり、この化合物も昇華チャンバを詰まらせるものとなる。さらに、この温度域では、塩化鉄（ＩＩＩ）床の塩化鉄（ＩＩＩ）開始物質の表面および昇華チャンバの壁は、固体の反応生成物で被覆される。これにより、塩化鉄（ＩＩＩ）の蒸気の収量は低減する。上述の２０１０年の出願に付随する別の難点は、塩化鉄（ＩＩＩ）の蒸気とガスジェットとが不十分に混合される可能性があることである。これは、塩化鉄（ＩＩＩ）の蒸気がさらに別の混合効果を用いることなく単にガスジェット内に注入されるという事実に起因する。不十分な混合は、結果として得られるエアロゾルプルームにおいて、塩化鉄（ＩＩＩ）の＜０．１μｍ径のエアロゾル粒子および／または液滴（以降、「エアロゾル粒子」と称されるか、または非明示的に用語「エアロゾル」に含まれる）の割合を減少させる。これにより、対流圏におけるメタン分解のための塩素原子を光分解生成するための放出粒子上の反応面積が減少する（非特許文献１）。さらに、エアロゾル粒子が大きいほど空気中での寿命は短い。

【0006】

地球の気候を標的して影響を与えることは、依然として主要な研究事項であり、それはなぜなら、例として上記に説明されるように、これらのおよび他の多数のハードルは克服されねばならないものであり、充分に大きな気候効果を提供することも、これまでに問題があった。本願により著しくいっそう展開したのはまさに、一方ではデバイスを提供することであり、他方では化学的活性物質の組成物を提供することである。

【0007】

この領域では、さらに進んだ展開を提供するための努力が様々な側面から行われている。例えば、特許文献２は、塩素原子によるメタンの酸化分解の方法の可能性を記載している。そこに記載されたプロセスの不利な点の１つは、高いエネルギー量を、具体的には紫外線照射を供給するために必要とすることであり、それゆえにエネルギーのバランスに疑問の余地があったり、経済的な搾取性があったりすることである。

【0008】

本願は、さらに進んだ展開の現状をまとめ、これをさらに別の態様と共に補足している。これらの態様は、参照により本願に組み込まれる下記の優先権出願（特許文献３～９）に既に一部が記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0009】

【特許文献1】ＷＯ２０１０／０７５８５６Ａ１

【特許文献2】ＷＯ２０２２／０５３６０３Ａ１

【特許文献3】ドイツ優先権特許出願第１０２０２１００４９２９．２号

【特許文献4】ドイツ優先権特許出願第１０２０２２００１３６４．９号

【特許文献5】ドイツ優先権特許出願第１０２０２２００１３９３．２号

【特許文献6】ドイツ優先権特許出願第１０２０２２００１６０８．７号

【特許文献7】ドイツ優先権特許出願第１０２０２２００１９６１．２号

【特許文献8】ドイツ優先権特許出願第１０２０２２００２１００．５号

【特許文献9】イギリス優先権特許出願第２１１７５１２．０号

【非特許文献】

【0010】

【非特許文献1】Ｏｅｓｔｅ ｅｔ ａｌ．，２０１７

【発明の概要】

【0011】

特許請求の範囲に記載の新しいプロセスによる新しいエアロゾルおよびその生産を用いて、特許請求の範囲に記載の塩化物混合物エアロゾルによる大気中のメタンの分解を加速させることができる。例えば、酸性の第二鉄塩混合物エアロゾルは、塩化物混合物エアロゾルとして用いることができるが、この塩化物混合物エアロゾルは、同等の鉄含量を第二鉄塩混合物エアロゾルに使用する際にはるかに有効である。このことは、所与の期間内に同じ量のメタンを酸化させるために環境内に放出することになる鉄を少なくするという利点を伴う。一方、特許請求の範囲に記載のプロセスはまた、エアロゾル中の鉄含量が非常に少ない状態で、またはエアロゾル中に鉄含量が全くない状態で、例えば大気でのメタン分解にために使用することができる。

【0012】

本明細書では、塩化物は、「塩素含有エアロゾル」の場合の総称として使用される。具体的には、これには、加水分解性の塩化物（ＴｉＣｌ_４、ＳｉＣｌ_４、ＡｌＣｌ_３、ＦｅＣｌ_３、Ｃｌ_２、ＮＯＣｌ、ＮＯ_２Ｃｌ、ＮＯ_３Ｃｌ、ＨＣｌ、塩化物、海水）と塩化物アニオンとが含まれる。下記では、「塩化物」とは、ここで使用される全ての塩素含有物質または化合物について塩素の代わりに使用され、それらはその際に主に加水分解性塩化物として分類される。

【0013】

酸性環境では、塩酸と硝酸との混合物、例えば王水として公知の混合物は、元素状塩素の放出に起因するその酸性と酸化効果のゆえに、最も侵襲性と腐食性の高い液体である。本記載では、硝酸と塩酸とを含有するエアロゾル組成物を用語「王水」としてまとめる。この組成物は、王水に相当し得るが、また塩素および／または塩素原子の放出に関して同等の効果を有するということに過ぎず、王水の精密な混合比を有さず、例えば、低濃度、異なる混合比、活性化混和物、または古典的な王水よりも高いｐＨ値を有し得る。換言すれば、この文脈での「王水」とは、王水の類似体を指す。多数のエアロゾル組成物が本記載に挙げられており、それらは充分に反応すればこの文脈では「王水」と呼ばれる。「王水」は好ましくは、ｐＨ３以下であり、例えば３から－１の範囲、好ましくは２以下である。

【0014】

「王水」の酸化効果は、以降に詳細に記載されるプロセスに照らして、または以降に詳細に記載されるデバイスに照らして、例えば、温室メタンガスの分解、燃焼排出汚染物質または対流圏オゾンの分解のために、下記にも説明されるように使用することができる。

【0015】

例えばＨＮＯ_３－、硝酸塩－、塩化物－、およびＨＣｌ含有塩化第二鉄ならびに／またはチタン加水分解物を含有する、特許請求の範囲に記載の酸性「王水」エアロゾルの日光分解は、「王水」の酸化効果の有効性を増加させる。それはなぜなら、非光分解性の古典的な王水の酸化反応に由来する放出された元素状塩素が、光分解により塩素原子に分離されること、ならびに、王水成分の光分解により形成された追加の塩素原子が、塩化物の存在下、硝酸塩および硝酸の光分解変換によってＮＯ_２ラジカル、水、および塩素原子に変換され得ることの両方の理由に因る。エアロゾル組成物によっては、第二鉄塩から第一塩への日光分解も発生することがあり、そのため三酸化窒素ラジカルを硝酸塩と共に生じ、ゆえに塩素原子を塩化物と共に形成し、それによって塩化第二鉄の光分解は直接的な塩素原子の形成を導くものとなる。化学的な観点からは、チタン加水分解物も光分解されてチタン（ＩＩＩ）加水分解物を形成し、それによって、「王水」環境内の対応する反応鎖も典型的には終了して塩素原子を形成する。ヒドロキシルラジカルとは対照的に、塩素原子は、際立った極性を持たず、それゆえにガス相内に直接入り、反応パートナー、例えばメタン、煙エアロゾル、オゾンなどと遭遇し、ＨＣｌへの変換を伴う酸化または分解を開始する。

【0016】

化学反応性があるとはいえ、使用される例えばメタンなどのエアロゾル、およびエアロゾルによって達成される酸化は、環境に優しいプロセスである。自然のプロセスは、漂流する鉱物粉末、噴出した火山灰、または都市部からの放出に由来するｐＨ＜１の酸性の第二鉄塩エアロゾルがエコシステムに何ら不都合を及ぼすことなく大気中で使用されるというように観察され得る。これらの自然のまたは人工のエアロゾルが降水によって大気から洗い流されるとすぐに、それらの酸性状態は雨水によって鈍り、土壌、岩石、および海洋に接触して中和される。その結果、ｐＨ値は、海洋表面では僅かにアルカリのｐＨ値へ急速に上昇し、また土壌または岩石のタイプに応じて、陸地表面では僅かにアルカリから僅かに酸性のｐＨ値へ上昇する。本願の特許請求の範囲に記載の人工エアロゾルに関しては、それらの放出は、例えば主に海洋表面の上で、大きく希釈されてのみ降下できるように調節され易い。しかし、特許請求の範囲に記載の酸性塩化物が混合されたエアロゾルの侵襲性ゆえに、その生産は些細とはいえない。デバイスの設計に応じて、デバイス構成要素に高い耐酸性があることは必須である。

【0017】

このことに照らして、本願の発明者らは、提示した方法およびデバイスをどのように実利的かつ実用的な様式で構築および／または使用できるかについて、多数のアプローチを本明細書に記載している。本記載の一態様では、エネルギー所要量を可能な限り低く保ちつつ確実に充分な体積を提供できるように注意している。

【0018】

さらに、一態様では、本発明は、人造または自然の汚染物質放出を低減できるように、および／または本明細書に提示されたエアロゾルの効果または量を増加できるように、上記汚染物質放出を本発明に活用する可能性を見出すタスクを、発明自体に課している。

【0019】

本発明のさらに別の焦点は、以前の考え方に比べてプロセスをさらに単純化すること、例えば、提供する前駆体を単純化したり、またはそれらの生産をそれぞれ単純化したりすることであり、その結果、エアロゾルまたはその生産に導入されるべき添加剤の物質または添加剤がさらに少量となるか全くなくなる可能性がある。

【0020】

この問題は、独立請求項に定義された本発明によって解決される。従属請求項は、本発明のさらに別の実施形態と好適な実施形態とを提供する。

【0021】

本記載による自己活性化型光活性エアロゾルは、アニオンを含有する質量組成を有する。上記質量組成は、その質量組成に含有される原子、ラジカル、または化合物の物質量または互いに対する物質量の比を記載する。例えば、硝酸塩は、質量数６２．００４９ｇ／ｍｏｌであり、塩化物は、質量数３５．４５３ｇ／ｍｏｌである。物質量の比が質量組成に指定される場合は、例えば、量Ａと量Ｂとが指定できる。これにより、物質Ｃまたは物質Ｄも含有されるオプション、または他の物質がある程度含有されるオプションは除外されない。

【0022】

本バルク組成物では、硝酸アニオンおよび／または窒素－酸素化合物と塩化物との質量比が、１部分の硝酸アニオンおよび／または窒素－酸素化合物対２００部分の塩化物から、最大１０部分の硝酸アニオンおよび／または窒素－酸素化合物対１部分の塩化物である。

【0023】

さらに、本質量組成は、３以下から－１以上の範囲、すなわち、３から－１の範囲（両方の場合を含む）のｐＨ値を含む。

【0024】

本質量組成は、さらに好ましくは、エアロゾル中に１アニオンあたり０．２から２．５の間の硫黄化合物、好ましくは０．５から１．５の間の硫黄化合物を含んでいてもよく、この硫黄化合物は、例えば、二酸化硫黄分子および／または硫酸水素塩を含んでいてもよい。

【0025】

好適な様式では、本質量組成は、金属化合物をさらに含んでいてよい。本質量組成の金属化合物は、好ましくは、周期表の亜族元素もしくは周期表の亜族元素を含む化合物に由来する金属、ならびに／またはアルカリ金属および／もしくはアルカリ土類金属を含む。金属化合物、例えば亜族金属化合物などは、１部分の金属元素対１０００部分のアニオンから、最大１部分の金属元素対３部分のアニオンという質量比で存在し得る。換言すれば、金属化合物は、放出されたエアロゾル中に、例えば、塩化物、硝酸塩、イオン、水酸化物、酸化物水和物、または酸化物のうち１つの形態で存在してもよい。好適な金属化合物は、鉄、チタン、マンガン、銅、および亜鉛の化合物である。亜群金属化合物としては、例えば、第二鉄イオンまたはカチオン、第一鉄イオンまたはカチオン、酸化第二鉄、水酸化第二鉄、酸化鉄（ＩＩＩ）水和物、マンガンカチオン、酸化マンガン（ＩＶ）、マンガンイオン、過マンガン酸イオン、チタン化合物、例えば二酸化チタン、四塩化チタンおよび／または四塩化チタンの加水分解生成物などが挙げられ得る。典型的には、一般に容易に入手可能とするために、および目的に充分に適うようにするために、金属および金属化合物がさらに記載中に述べられる際に、亜族金属および亜族金属化合物のそれらが考慮されるが、これは言及された方法および生産サイクルが他の金属および金属化合物を用いても行うことができるオプションを除外することを意図されていない。

【0026】

さらに、本質量組成の窒素－酸素化合物は、好ましくは、硝酸塩もしくは亜硝酸塩、硝酸鉄、亜硝酸鉄、二酸化チタン、四塩化チタンの加水分解生成物、硝酸、ＮＯ、ＮＯ_２、ＮＯ_３、Ｎ_２Ｏ_３、Ｎ_２Ｏ_４、Ｎ_２Ｏ_５などの亜群金属化合物に由来する物質を含んでいてもよい。換言すれば、アニオンは、金属－窒素－酸素化合物として存在していてもよい。

【0027】

本質量組成における窒素－酸素化合物と塩化物との質量比は、好ましくは０．５部対１００部から１０部対１部の間とすることができる。この質量比は、凝縮エアロゾル相に、すなわちエアロゾル液滴に、部分的または完全に存在し得る。

【0028】

窒素－酸素化合物の質量画分は、例えばエアロゾルの凝縮相中の、硝酸塩の質量画分により蓄積して、硝酸前駆体の質量画分を形成することができる。それぞれの場合で、例えばエアロゾルの凝縮相中の、窒素－酸素化合物の割合部分は、酸化および／または加水分解して、少なくとも硝酸塩の割合部分および／または少なくとも硝酸の割合部分を形成することができる。質量組成は、エアロゾルのｐＨが３以下から－１以上の間に調整されるような割合で硝酸をさらに含んでいてよい。

【0029】

硝酸アニオンと塩化物との質量比は、１以上：１００、好ましくは１以上：６０、さらに好ましくは１以上：３０、さらに好ましくは１：１０またはさらに１：１に設定することができる。さらに、硝酸アニオンと塩化物との質量比は、１０以下：１、好ましくは５以下：１、さらに好ましくは１以下：１とすることができる。

【0030】

金属化合物とアニオンとの質量比は、１以上：１０００、好ましくは１以上：３００、さらに好ましくは１以上：１００、さらに好ましくは１以上：５０、またはさらに１以上：１０に設定することができる。さらに、またはあるいは、金属化合物とアニオンと質量比は、１以下：３、好ましくは１以下：８、さらに好ましくは１以下：２５、さらに好ましくは１以下：７５、またはさらに１以下：２００に設定することができる。

【0031】

さらに、窒素－酸素化合物と塩化物との質量比は、１以上：２００、好ましくは１以上：１００、さらに好ましくは１以上：５０、さらに好ましくは１以上：２０とすることができる。窒素－酸素化合物と塩化物との質量比は、１０以下：１、好ましくは５以下：１、さらに好ましくは１以下：１、いっそうより好ましくは１以下：５とすることができる。

【0032】

本質量組成のｐＨは、３以下、好ましくは２．５以下、さらに好ましくは２以下に調整されてもよい。さらに、本質量組成のｐＨは、－１以上、好ましくは－０．５以上、さらに好ましくは０以上に調整されてもよい。

【0033】

エアロゾルは、液滴または粒子を含んでいてよい。換言すれば、エアロゾルは、エアロゾル搬送ガス中、例えば空気または排ガス中の固体分散物および／または液体懸濁粒子である。液滴または粒子が本質量組成を有利に含むように、本質量組成は、例えば、凝縮相中に存在していてもよい。

【0034】

さらに別の実施形態では、塩化物は、塩化物アニオンの形態で、および／または溶解物もしくはガス状の塩化化合物中に存在し得る。塩化物は、元素塩素を塩化物アニオンの形態で、および／または原子塩素、元素状塩素、塩化水素、塩化ニトロシル、塩化ニトリル、もしくは硝酸塩素からなる群からの少なくとも１つの溶解状態もしくはガス状態中に含んでいてもよい。

【0035】

本記載による自己活性化型光活性エアロゾルは、メタンおよび／またはガス状、蒸気状、もしくはエアロゾル形態の有機温室活性の有機物質の分解のために、人工または自然の放射、例えば光など、好ましくは日光の影響下で使用することができる。このことは実施形態例に関して詳細に説明される。基礎を成す考え方は、遊離型のメタンまたは温室ガスまたは有機物質に用いるためのドッキングポイントを与えるものとなり、その結果、これらの物質はエアロゾル中に堆積または捕捉でき、典型的には分解できるものとなる。

【0036】

例えば上記による、自己活性化型光活性エアロゾルの生産のために、好ましくメタンおよび／またはガス状、蒸気状、もしくはエアロゾル形態の有機温室活性の有機物質の分解のために、下記のステップ：硝酸アニオンおよび／または窒素化合物－酸素化合物を含む第１の前駆体を提供すること、塩化物を含む第２の前駆体を提供すること、前記第１の前駆体と前記第２の前駆体とを混合し、質量比を１部の硝酸アニオンおよび／または窒素化合物－酸素化合物対２００部の塩化物、最大１０部の硝酸アニオンおよび／または窒素化合物－酸素化合物対１部の塩化物の範囲に調整して、塩化物混合物エアロゾルを生産すること、ｐＨを３以下から－１以上（－１≦ｐＨ≦３）の範囲に加減すること、を含むプロセスが記載される。

【0037】

塩化物混合物エアロゾルは、金属化合物を、例えば鉄および／またはチタンなどのカチオン、分子、酸化物、水酸化物、粒子、および／または化学結合元素の形態でさらに含んでいてもよく、その場合、金属化合物は、鉄塩化物、硝酸鉄、ペンタカルボニル鉄、四塩化チタン、および／または四塩化チタンのチタン含有加水分解物として存在していてもよい。さらに、塩化物混合物エアロゾルは、凝縮相中の一部、例えば液滴または粒子を含んでいてよい。

【0038】

第２の前駆体は、塩素化合物の形態の塩化物、例えば、塩化物、塩化水素、塩素、四塩化ケイ素、四塩化チタン、塩化鉄（ＩＩＩ）、塩化鉄（ＩＩ）のうち少なくとも１つを含む。

【0039】

第１の前駆体と第２の前駆体はどちらも、ゆえに金属化合物を含み得る。鉄の形態の既に述べた金属化合物に加えて、チタンも当然の選択肢となる。これはなぜなら、チタンが鉄と並ぶ周期表中の亜族元素の地殻中最もよく発生する１０種の金属のうちの１つであるためである。鉄（ＩＩＩ）と同様にチタン（ＩＶ）も感光性である。チタンはまたエコシステムに非毒性である。日光を吸収すると、チタンはその電子構成を変化させて、例えば、結合電子を吸収することによりヒドロキシル基との自身の結合を壊し、鉄と同様に、ヒドロキシル基を°ＯＨまたはＯＨラジカルとして残す。ヒドロキシルラジカルは、塩化物イオンと反応して塩素原子およびヒドロキシルイオンを形成する。このことは、チタンも新しいメタン－分解エアロゾルに関する興味の対象となっていることの理由である。

【0040】

四塩化チタンは、鉄様の光触媒活性を示し、それを含有するエアロゾルは、チタン加水分解物の強いアルベド生成特性を有する。また、可溶性鉄含有エアロゾルに比べて、毒性が少ない。さらに、四塩化チタンは、ノズルを用いて蒸気化または霧化することのできる高い蒸気圧を有する液体である。大気中水分による加水分解によって、定量可能なヒドロキシル含有二酸化チタンと塩酸のミストが生じる。形成されるこのＴｉＯ－ＨＣｌ－Ｈ_２Ｏ_２エアロゾルは、硝酸および／または塩化第二鉄を凝縮するための凝縮核として作用し、海水の噴霧化に由来する塩エアロゾルにより凝結する。

【0041】

そのため、四塩化ケイ素は、適切なＨＣｌおよび凝縮核形成剤でもある。ＳｉＯ_２は日光スペクトルにおいて光分解を受けない。しかし、ＳｉＣｌ_４も、ＴｉＣｌ_４と同様に加水分解に対し高い感受性を有すること特徴とし、したがって、ナノメートルサイズの加水分解粒子を凝縮核形成剤およびｐＨ調整のためのＨＣｌ供給物質として、または塩素原子前駆体として形成する傾向がある。四塩化ケイ素の加水分解から形成された加水分解物エアロゾルも、例えばアルベド生成特性を示す。

【0042】

塩化アルミニウムも、塩化第二鉄の昇華温度を下げるというその能力ゆえに適している。ＡｌＣｌ_３は、ＡｌＦｅＣｌ_６錯体をＦｅＣｌ_３と形成し、この錯体は純粋なＦｅＣｌ_３よりも高い蒸気圧を有する。エアロゾル中での塩化アルミニウムの加水分解の間に形成されたＡｌ（ＯＨ）_３は、生物へのその毒性ゆえにエコシステムに有害であるものと考えられる。しかし、これは、ＳｉＣｌ_４の加水分解から放出されるケイ酸の形成によって完全に相殺される。ケイ酸またはケイ酸塩は、アルミニウムと水酸化アルミニウムを含むケイ素とを含有する粘土層ケイ酸塩を形成する。そのため、この層化ケイ酸塩の形成は、エアロゾル雲が放出された後に、空気の湿度により誘発されて即時に開始する。粘土の形成は、どんなに遅くともエアロゾルが海洋に接触した後に完了する。また、アルミニウム硝酸塩も、特に煙霧システムを用いて、エアロゾルを形成するために使用することができる。

【0043】

上記のプロセスには、塩化物混合物エアロゾルを硫黄化合物、例えば二酸化硫黄分子、好ましくはガス状の二酸化硫黄および／または硫酸水素塩と、例えばｐＨ値と加減するために混合するステップを追加できる。塩化物混合物エアロゾルを硫黄化合物と混合するステップの前に、硫黄化合物、例えば二酸化硫黄ガスを生産する補足的なステップを、元素状硫黄を燃焼させることによって、および／または霧化された液体元素状硫黄を空気により燃焼させることによって実施することができる。

【0044】

原理上は、上記プロセスは、液体成分の噴霧化を行うことなく完全に実施することができる。窒素含有、塩化物含有、および金属含有のガス、ならびに蒸気相、例えばＨＣｌ、ＦｅＣｌ_３、ＳｉＣｌ_４、ＡｌＣｌ_３、ＴｉＣｌ_４、ＮＯＣｌ、ＮＯ_２Ｃｌ、ＨＮＯ_３、好ましくはＡｌＣｌ_３、ＦｅＣｌ_３、ＳｉＣｌ_４、ＡｌＣｌ_３および／またはＴｉＣｌ_４などを使用するだけで、液体および固体の凝縮された加水分解物であるＦｅＣｌ_３×ｎＨ_２Ｏを、真空ポンプ用のガス入口から到来した搬送ガスに接触させて形成することができ、ナノ粒子の形態でＡｌＣｌ_３×ｎＨ_２Ｏ、ＳｉＯ_ｎ（ＯＨ）_ｍ、ＴｉＯ_ｎ（ＯＨ）_ｍを、次いで、化学反応および加水分解によって形成されたＨＣｌの液体塩酸へ凝縮するための凝縮核として形成することができ、そして硝酸を窒素成分から加水分解、酸化、および凝縮によって形成することができる。これにより「王水」エアロゾルの形成が確保される。この主要な強酸性エアロゾル相のｐＨ値は、光分解性の塩素原子の形成に最適な値から依然として離れているとはいえ、空気中の湿気のいっそうの吸収と、自然塵、特に海塩エアロゾルによる凝結とに起因して、大気中で変化する。

【0045】

塩化物混合物エアロゾルをガス状または蒸気状の第１の前駆体と混合するステップの直前に、それらを空気のプラズマ化学変換または硝酸の蒸発によって生成することができる。塩化物混合物エアロゾルをガス状または蒸気状の第２の前駆体と混合して塩素化合物、例えば塩化水素、塩素、塩化第二鉄、四塩化ケイ素、四塩化チタンなどを提供するステップの前に、それらを蒸発、電解、および／または塩素化によって生成することができる。例えば、これを可動性の環境、例えば船上などで行うことができる。

【0046】

本方法では、塩化物エアロゾルおよび／または補助ガスは、好ましくは塩化物混合物エアロゾルを混合するステップで使用することができる。さらに好ましくは、塩化物混合物エアロゾルを混合するステップは、霧化によって、および／または超音波振動によって、好ましくは上昇させた大気圧下で行われてもよい。さらに、またはあるいは、塩化物混合物エアロゾルを混合するステップは、凝縮および／または加水分解による非熱的噴霧化プロセスまたは噴霧化プロセスを用いて行ってもよい。

【0047】

塩化物混合物エアロゾルを混合するステップは、好ましくは、少なくとも１つの混合デバイス、例えばガスジェット真空ポンプまたは静止型ミキサを用いて行うことができる。さらに、塩化物混合物エアロゾルは、塩化物塩水溶液を噴霧化することによって提供することができ、この場合、塩化物塩水溶液は、例えば硝酸アニオンを追加的に含み、好ましくは２％以上、またはさらに５％以上の塩含量を有する。

【0048】

また、海水エアロゾル、塩化水素蒸気、四塩化チタン蒸気、四塩化ケイ素蒸気、または塩化第二鉄エアロゾルなどの塩化物含有エアロゾルおよび／もしくは蒸気、または元素鉄および／もしくは元素チタンの酸化エアロゾルの混合物として存在する塩化物含有エアロゾルおよび／もしくは蒸気が、１つまたは複数の水溶性の無機の蒸気および／またはガス状の反応物、例えば酸素と窒素との原子比（ｙ）を１．５以上で有する窒素－酸素化合物により充実（enrich）（混合）されている際に、上記プロセスによって生産されるエアロゾルの収量も増加し得る。

【0049】

値域ｙ＜１．５の原子窒素－酸素比を有する前駆体、例えばｙ＝１の一酸化窒素（ＮＯ）などの場合、酸化、加水分解、および塩化物塩との反応による硝酸塩または硝酸への大気中反応は、かなり長い期間を要し、その間、特許請求の範囲に記載のエアロゾルによるメタン分解は、起こらないかまたは限られた程度で起こる。そのため、ｙ≧１．５の値が好適である。少なくとも１．５（ｙ≧１．５）の範囲にある酸素と窒素との原子比はまた、ＮＯ_{１、５＋Ｘ}として本記載に言及されており、式中、ｘ≧０の場合が当てはまる。例えば、ラジカル°ＮＯ_３、硝酸塩イオン、およびＨＮＯ_３分子は、この場合に値ｘ＝１．５と仮定する。分子Ｎ_２Ｏ_５は、例えば値ｘ＝１と仮定する。ＮＯ分子は、例えば値ｘ＝－０．５と仮定する。ｘ≦０．５の窒素－酸素化合物、例えば亜硝酸酸化物（Ｎ_２Ｏ）は、大気中でのそれらの酸化が非常に遅いことから、前駆体として比較的好適ではない。

【0050】

一方、塩化物混合エアロゾルに添加される窒素－酸素化合物中の酸素と窒素との原子比ｙが硝酸塩もしくは硝酸のそれに近いほど、または近く相当するほど、対流圏のメタンまたはオゾンの分解に及ぼす塩化物混合エアロゾルの有効性は大きくなる。換言すれば、本発明の文脈では、硝酸塩、硝酸、塩化水素、および塩化物が「王水」の持つ酸化の有効性を引き起こすことを示すことができよう。すなわち、鉄塩およびチタン酸化物は、その活性をさらに増加させることができる。

【0051】

上述の窒素－酸素化合物に加えてまたは代えて、硝酸、塩化水素、塩化水素水溶液、塩化水素分離性化合物、塩化第二鉄水溶液、および硝酸第二鉄水溶液の群からの反応物の１つは、特許請求の範囲に記載の塩化物混合エアロゾルまたは硝酸第二鉄－塩化第二鉄エアロゾルに変換することができる。塩化水素分離性化合物の加水分解によって反応する物質は、四塩化ケイ素、四塩化チタン、塩化アルミニウムを含み得る。塩化水素の加水分解によっておよび／または光分解によって塩素を分離する上記化合物は、硝酸塩素、塩化ニトリル、または塩化ニトロシルを含み得る。

【0052】

窒素－酸素化合物の中でも、硝酸第二鉄は、これらの分解反応を加速するための有効な添加剤であるものと考えられている。硝酸第二鉄エアロゾルは、好ましくは、反応物である塩化水素または塩化水素放出性蒸気により充実される。

【0053】

そのため、硝酸第二鉄エアロゾルの有効性は、様々な他のプロセスのバリアントにより増加させることができ、そのうち３つを例示として下記に説明する。

【0054】

ａ）塩化第二鉄のエアロゾル粒子またはエアロゾル液滴をガス、蒸気、またはエアロゾル相と、放出前、放出中、または放出後に混和する。好ましくは、この放出は、少なくとも１、好ましくは少なくとも１．５以上の酸素と窒素との原子比ｙを有する窒素－酸素化合物を含有することを特徴とする。これらには、例えば、硝酸第二鉄、亜硝酸ナトリウム、硝酸、亜硝酸、五酸化二窒素、四酸化二窒素、三酸化窒素、二酸化窒素、三酸化二窒素、一酸化窒素などの物質が含まれる。

【0055】

ｂ）塩化第二鉄エアロゾル粒子または塩化第二鉄エアロゾル液滴を非熱的噴霧化プロセスにおいて生じる溶液に、好ましくは、ａ）にて例として記述された窒素－酸素化合物のうちの１つを補充する。この化合物では、酸素と窒素との原子比が少なくとも１、好ましくは少なくとも１．５である。

【0056】

ｃ）硝酸第二鉄のエアロゾル粒子またはエアロゾル液滴をガス相と、放出前、放出中、または放出前に混和する。この放出は、蒸気化された四塩化チタンを含有することを特徴とする。

【0057】

非熱的煙霧プロセスは、ノズル、回転ブラシ、または超音波振動器を用いて塩化第二鉄溶液を噴霧することを含むことができる。加熱煙霧プロセスは、エアロゾル形成のための凝縮液滴の形成を使用するが、この液滴は、前駆体、例えば塩化第二鉄の蒸気を冷却することによって作り出される。

【0058】

特許請求の範囲に記載の有効な窒素－酸素化合物に及ぼされる塩化第二鉄エアロゾルまたは塩化物含有二酸化チタンエアロゾルによるメタン分解の最適な効果は、ｐＨ２とｐＨ０．５との間の範囲にある。さらに、触媒作用の最適な触媒的有効性が、３以上の酸素対窒素原子比を有するそれらの窒素－酸素化合物に与えられる。これらには、例えば、硝酸およびその塩が含まれる。硝酸第二鉄およびその溶液の触媒的効果はとりわけ顕著である。これは、水、水蒸気と塩化第二鉄との存在下で加水分解して硝酸または硝酸第二鉄となる五酸化二窒素にも及ぼされる。

【0059】

不均化および／または加水分解を通じて、塩様および酸化形態両方の窒素－酸素化合物は、＋３から－１の酸性ｐＨ値域に移行することができ、少なくとも部分的に硝酸として存在する。金属塩化物も、酸性ｐＨ環境下、塩酸との加水分解平衡にて存在することができる。

【0060】

窒素－酸素化合物（Ｎ－Ｏ化合物）は、典型的には、エアロゾルの液滴および粒子中の充分な水溶性を有する液体、固体、または気体であり、この水溶性は、好ましく用いられる酸性ｐＨ状態下でももたらされる。塩化第二鉄を含有するエアロゾルにＮ－Ｏ化合物を添加することが上述の温室ガスの分解に有効であることから、全てのＮ－Ｏ化合物が触媒的な加速をもたらすことをここに想定することができる。したがって、Ｎ－Ｏ化合物は触媒として記載されるものとなる。エアロゾル中に存在するＮ－Ｏ化合物の割合部分ならびに溶解形態の塩化物の割合部分は、重力ゆえにそれらが海面または陸地表面に沈むまで、分解することなく、ＮＯ_２およびＨＣｌの継続的なリサイクルを通じて「王水」エアロゾル中で有効性を呈し続けることからも、上記の指摘は妥当である。必要な塩化第二鉄の放出がさらに少ないことに起因して、そこでは、発生し得る酸性化反応はさらに低い。海水表面のアルカリｐＨ値と陸地表面のケイ酸塩や炭酸塩などのアルカリ成分との両方により、塩化第二鉄エアロゾルの液滴と表面との間の接触の瞬間に一時的な中和が確保される。日常的な塩化第二鉄エアロゾルの質量は、ｍ^２当たり１ミリグラムをはるかに下回るものとなるため、植物の葉の表面または生物の肺組織もまた、いかなる障害も受けないものとなる。さらに、このエアロゾルは、降水によって概ね洗い出されるため、エアロゾル相である間に陸地表面および水面に直接的に接触することは殆どない。このことはまた、塩化水素、硝酸、酸化チタンおよび酸化鉄の化合物、チタン加水分解物、および鉄塩の群からの少なくとも１つの物質を含有する本発明の特許請求の範囲に記載の他の塩化物含有および硝酸塩含有エアロゾルにも当てはまる。

【0061】

塩化第二鉄の光分解を触媒して塩素原子とする目的でＮＯ_{１、５＋ｘ}などのＮ－Ｏ化合物を塩化第二鉄エアロゾルに添加するために言及される選択肢のうち、プロセスのバリアントａ）による空気の添加を優先することがある。この空気の窒素および酸素の含量から、上記の窒素および酸素を含有する活性化剤が、電子衝突反応を用いてプラズマ中で生成されてきた。好適な活性化剤である硝酸、五酸化二窒素、および三酸化窒素は、場合により水を添加して、場合により有害な化学物質を追加的に使用することなく、空気からそのようなプラズマ化学反応によって生じることができる。

【0062】

プラズマプロセスまたはプラズマ反応器を用いて空気を活性化することによって、空気分子を分離し、有効性の高い酸化剤、例えば原子状酸素、ヒドロキシルラジカル、オゾン、窒素酸化物、二酸化窒素、三酸化窒素、および五酸化二窒素などが、湿気の存在下で形成される。湿気は、塩化第二鉄の湿り易さゆえに、好ましくはエアロゾル粒子中に充実される。これは、好適な硝酸塩または硝酸がそこで形成される理由である。形成されたプラズマ中での新しいオゾンの形成は無害であるが、それはなぜなら、即時にこの温室ガスが昼光に接触して塩化第二鉄により破壊されるためである。

【0063】

５ｍｏｌ％の硝酸第二鉄を塩化第二鉄に加えることにより、メタン産生を１０倍超増加させることができる。また、０．０１ｍｏｌ％の五酸化二窒素を１ｍｏｌ％の塩化第二鉄に加えることにより、メタン分解を１００％超増加させることができる。水溶液中の硝酸塩および塩化物との分子画分が比１対１である場合、最適なメタン分解が得られ、硝酸不含エアロゾルの倍である。

【0064】

プラズマ反応の結果得られるガスの不利な点は、窒素－酸素化合物の含量が過度に高くなり得ることであり、この化合物の酸素と窒素との比は１．５未満対１であり、例えばＮＯおよびＮ_２Ｏに当てはまる。酸素と窒素との比＜１．５の窒素含有ガスは、他の反応物に比べて不利になることがあり、それはなぜなら、過剰に存在する場合に、塩化第二鉄から塩素への光分解に及ぼされる効果が遅延することがあるためである。この理由から、一酸化窒素の割合の少ないプラズマ反応に由来するガス、蒸気、およびエアロゾルが好適である。

【0065】

ゆえに、上記のプロセス（昼光および／または人工照射により誘発される塩化第二鉄を含有するエアロゾルの光分解によって、自由対流圏中で、および／または自由対流圏から広大な囲繞物により隔てられる体積画分中で、メタンならびに他のガス状の、蒸気状の、およびエアロゾル形態の有機温室活性の有機物質ならびに／または対流圏オゾンを分解するためのプロセス）は、塩化第二鉄を含有するエアロゾル粒子またはエアロゾル液滴がさらに別のガス状媒体と混和されるという点でさらに改善することができ、この別のガス状媒体は、酸素と窒素との原子比（ｙ）が好ましくはｙ≧１．５対１である少なくとも１つの酸素－窒素化合物を含有することを特徴とする、ガス状相、蒸気状相、エアロゾル相のうち１つまたは複数を含有する。

【0066】

さらに、またはあるいは、塩化第二鉄エアロゾル粒子または塩化第二鉄エアロゾル液滴を非熱的噴霧化プロセスにおいて生じる溶液に、少なくとも１つの成分が添加される場合に、改善を達成することができ、この成分は、酸素と窒素との原子比ｙが１以上、好ましくは１．５以上対１であるＮ－Ｏ化合物を含有することを特徴とする。

【0067】

酸素と窒素との原子比が１．５以上対１である酸素－窒素化合物は、例えば、硝酸第二鉄、第二亜硝酸鉄、硝酸、五酸化二窒素、三酸化窒素、四酸化二窒素、二酸化窒素、三酸化二窒素とし得る。酸素と窒素との原子比が１．５以上対１でありかつガスおよび／またはエアロゾルおよび／または液体相に含まれる酸素－窒素化合物を生じるために、空気の酸素分子と窒素分子とを、酸素と窒素との原子比ｙが１以上、好ましくは１．５以上対１であるＮ－Ｏ化合物に変換する、プラズマ化学プロセスを有利に用いることができる。変換生成物により充実されたガス、エアロゾル、または液体相は、噴霧化される塩化第二鉄溶液と、および／または塩化第二鉄を含むエアロゾルと混合することができる。

【0068】

酸素と窒素との原子比ｙが１以上、好ましくは１．５以上対１であるＮ－Ｏ化合物へプラズマ化学的に変換されている大気中の空気の体積分率は、有利には、塩化第二鉄エアロゾルと混合されて放出される空気の体積の少なくとも１体積％である。

【0069】

塩化第二鉄と、酸素と窒素との原子比ｙが１以上、好ましくは１．５以上対１であるＮ－Ｏ化合物とを含有するエアロゾル雲の放出を、その自由大気中への放出前に、囲繞物内で可視光および／または紫外線の放射による人工照射下で用いて、メタン放出源、例えば石炭鉱山または他のメタン放出器からのメタン含量を分解することができる。

【0070】

このプロセスは、「王水」前駆体物質を生じるための海水、有機硫黄化合物、二酸化硫黄、ディーゼル排ガス、プラズマ化学的に変換された空気、窒素－酸素化合物の群からの少なくとも１つ物質を添加することによって、さらに発展させることができる。

【0071】

「王水」を一例として、サイクル効果を説明する。塩化水素蒸気が、塩素原子とメタンとの反応中に大気中で形成され、空気中の酸素と「王水」エアロゾルの光分解中に生じた窒素酸化物とによりリサイクルされて、「王水」エアロゾルを形成する。このことが意味するのは、塩素原子性メタン酸化剤は、その前駆体である「王水」エアロゾルが大気中に留まって降水により大気から洗い出されない限り、損失がないということである。

【0072】

「王水」は、例えば、放出された窒素酸化物ガスを搬送ガスとして用いて生じることができる。搬送ガス中に埋め込まれるエアロゾルは、水性のアルカリ塩化物および／またはアルカリ土類塩化物の溶液を噴霧化することによって提供することができ、この溶液は、硝酸塩を含んでいてもよい。大気中の二酸化硫黄から硫酸へのおよび窒素酸化物から硝酸への酸化および加水分解は、塩化物エアロゾルを硫酸水素塩および「王水」を含有するエアロゾルに変換する。

【0073】

メタン酸化に鉄不含の「王水」を使用することは、可溶性のまたは溶解した鉄塩などの金属を放出する必要がないという鉄－塩化物エアロゾルを超える利点がある。このことはさらに、黄土色の鉄化合物の降水を引き起こさないという利点がある。適用範囲に応じて、例えば極冠などの氷域上では、このことは、自然のサイクルに正の効果を及ぼす場合に不利にも有利にもなり得る。このことは、適用範囲に応じて評価することができる。塩化水素と硝酸はどちらも、大気の自然の成分であることが知られており、例えば、火山灰および海塩のエアロゾル中に発生し得る。しかし、１つまたは複数の金属化合物、例えば鉄および／またはチタンなどの遷移金属化合物を、霧化された酸性硝酸塩および／または塩化物エアロゾルに添加することにより、結果として得られる「王水」の持つメタン分解への有効性が高められ、その結果、「王水」成分不含の金属含有エアロゾルと金属不含のエアロゾルとの間で首尾良く妥協を示すことができる。それはなぜなら、この有効性が上述の両方のエアロゾルに比べて高められ、全体として、分解された各メタン分子に関連して、放出する必要のある金属成分をさらに少ないものとするためである。

【0074】

噴霧化された水性のアルカリおよび／またはアルカリ土類の硝酸塩および塩化物の溶液混合物に硝酸塩含量を添加することに代えてまたは加えて、硝酸塩の割合部分または硝酸塩含量全体さえもが、空気のプラズマ化学変換によってガス状および／または蒸気状のＮ－Ｏ化合物に置換されることがあり、このＮ－Ｏ化合物は、二酸化硫黄に加えてまたは代えて、エアロゾル搬送ガスに追加される。含水エアロゾルによる大気中の酸化および加水分解の後に、形成されたエアロゾル液滴または粒子上に硝酸および硝酸塩が形成される。したがって、二酸化硫黄の対応する割合部分は、結果として得られるエアロゾルｐＨ環境を０と＋２との間に理想的に調整するために低減することができる。

【0075】

硫黄の燃焼は、ＳＯ_２の好適な供給源である。硫黄の燃焼の燃焼熱により、必要に応じてさらに高い温度で上記プロセスを実施することが可能になる。海水は、塩化物の好適な供給源である。プラズマ化学的に変換された空気は、硝酸塩の好適な供給源である。

【0076】

「王水」エアロゾルの成分が大気から充分に低い濃度で導入される場合に、したがってそれらは害を及ぼし得ず、それらの酸濃度は降水の水によりｐＨ値＞４に希釈され、地表または海洋表面に叩き付けられると即時に中和プロセスが行われる。

【0077】

さらに、生じた極痕跡量の硝酸塩肥料は、植物プランクトンによる有機炭素の産生を増加させる。しかし、それらはおそらくは、有害な藻類の異常発生を誘発するには充分ではない。さらに、この植物プランクトンによる重炭酸塩から有機炭素への変換の増加は、塩基性炭酸塩の形成を誘発し、塩基性炭酸塩は、洗い出された「王水」エアロゾルの酸性度を中和する。さらに、大気から毎日導入される比状態量は、それゆえに平均で海洋表面の１ｍｇ／ｍ^２未満に制限されることがあり、したがって概して、例えば火山灰の噴出により誘発されるなどの、自然発生するどの王水放出よりも低い。

【0078】

アルカリおよびアルカリ土類の群に由来する硫酸塩および付随するカチオンは、海塩の必須成分に属する。それゆえこれらも、毒性またはエコシステム損傷性のある導入成分ではない。

【0079】

今回の検討では、日中のメタン分解も希釈「王水」水溶液によりｐＨ値２以下で発生することが示されている。エアロゾルが既に充分なメタン酸化能を有するものとなるように、結果として得られる酸形成がエアロゾル粒子および／またはエアロゾル液滴を例えば＋２と－１との間のｐＨ域に移行させるのに充分となるように、ＳＯ_２および／またはＮＯ_ｘの添加量を計算することができる。

【0080】

中性の硝酸塩－塩化物エアロゾルを変換する際に、エアロゾル雲中のＳＯ_２および／またはＮＯ_ｘガス濃度は、硝酸塩－塩化物エアロゾル中の各アニオンに対し１つのＳＯ_２および／またはＮＯ_ｘ分子が存在するようになっていれば充分である。このようにして構成されたエアロゾルＳＯ_２および／またはＮＯ_ｘ雲の酸化および加水分解を介して、塩化物－硝酸塩エアロゾルは、次いで、ｐＨ値約１の酸性塩化物－硝酸塩エアロゾルに変換されるが、これは付随的に希釈「王水」の特性を有する。「王水」エアロゾル中のｐＨ値が３を超えた値に上がらない限り、好ましくは２を超えない限り、希釈「王水」の光分解の感受性はｐＨ値に影響されることが示されている。そのため、ＳＯ_２とアニオンとのモル比が０．８と１．５との間に設定される場合、ＳＯ_２添加剤は許容され得る。なお、用語「王水」は、凝縮の弱いＨＣｌ－ＨＮＯ_３混合物（固体または液体エアロゾル粒子）についても保持されるが、それはなぜなら、例えば、ｐＨ値－１未満である凝縮「王水」酸とｐＨ値約＋２である希釈「王水」酸との間の、ｐＨ値の違いに関わらず、ここでは、同じ酸化機構がメタン酸化中に明らかに存在するためである。

【0081】

日光によって誘発される「王水」のメタン分解効果は、二酸化窒素およびヒドロキシルラジカルへの硝酸の光分解に基づく。ヒドロキシルラジカルは、塩化物を塩素原子に酸化させる。

【0082】

例えば硝酸と塩酸との比が古典比１：３から逸脱しているために、「王水」のｐＨ値がｐＨ＋３超、好ましくは＋２に上げられていない場合、酸形成ヒドロニウムイオンは、アルカリイオンおよび／またはアルカリ土類イオンなどの他のカチオンにより部分的に置き換えられることがある。大気中で光分解により形成される二酸化窒素の酸化および加水分解もまた、硝酸を復活させるものとなり、ゆえに放出された「王水」エアロゾル雲は、大気中に存在する限り、好ましくは広く行き渡っているメタンの濃度とは極めて無関係に、継続的に自身を再生する。

【0083】

「王水」エアロゾルは、例えば、塩化水素、硝酸、および水の蒸気状混合物を凝縮することによって、場合によっては例えば加水分解およびエアロゾル化された四塩化ケイ素または四塩化チタンからｉｎ ｓｉｔｕで生成された凝縮核による励起によって、または、蒸気状の塩酸をエアロゾル化された硝酸と混合することによって、もしくはその逆として蒸気状の硝酸を塩酸エアロゾルと混合することによって、生じる。これは、液体「王水」エアロゾルを噴霧化することによっても行うことができる。換言すれば、ＨＣｌ－ＨＮＯ_３－Ｈ_２Ｏ混合物エアロゾルを提供することができる。

【0084】

「王水」の成分であるＨＣｌ、ＨＮＯ_３、およびＨ_２Ｏ、または電磁気放射（日光などの光）にて形成されるそれらの酸化ラジカルおよび原子の形態である°ＯＨ、°Ｃｌ、°ＮＯ_２、°ＮＯ_３、または日光自体にて光分解する反応生成物であるＣｌ_２、ＨＯＣｌ、ＮＯＣｌ、ＮＯ_２Ｃｌ、およびＮＯ_３Ｃｌは、メタン分子も存在する均一のガス相中で作用することができる。したがってそれらは、そこでメタンと反応して、考察した循環プロセスを介してメタンを分解し続けることができる。

【0085】

前駆体としての塩化第二鉄エアロゾルは、光分解を通じて「王水」により誘発される酸化剤のカスケードよりも比較的反応性が高い。光分解は、感光性成分である塩化第二鉄および／または酸素含有チタン化合物によってさらに活性化され得るものであり、これらの化合物は全て、最終的にはメタン反応にて°Ｃｌを形成した後にＨＣｌへ水素化されて終わる。

【0086】

硫黄二酸化物は、有機硫黄化合物を燃焼させることによって生じることができる。そのため、特許請求の範囲に記載のプロセスのために、海洋ディーゼルエンジンから得られる硫黄に富んだ油の燃焼排ガスを利用することが可能である。これらの排ガスは、ガス状の窒素酸化物であるＮＯおよびＮＯ_２も含有し、それらの窒素酸化物も、大気中で加水分解および酸化により硝酸に変換されることから、例えば、海水エアロゾルとＳＯ_２から生じた硫酸とを伴う「王水」エアロゾルに変換されることによって用いることができる。

【0087】

空気も硝酸塩前駆体として用いることができ、放電プラズマ化学プロセスまたはマイクロ波プラズマ化学プロセスにおいてプラズマ化学変換によって窒素酸化物に変換され、例えば、ガス状および蒸気状のＮＯ_ｘ化合物ＮＯ、ＮＯ_２、ＮＯ_３、Ｎ_２Ｏ_４、およびＮ_２Ｏ_５となる。この記載では、「ＮＯ_ｘ」は、具体的には、加水分解および／または酸化を通して大気中で硝酸塩および／または硝酸に変わることのできる酸素含有窒素化合物について使用される。エアロゾル雲における大気中の酸化および／または加水分解を通して、大気中のこれらの窒素の酸素化合物は、最終的には、エアロゾル液滴または粒子を伴う硝酸および硝酸塩に変換されて、「王水」エアロゾルを形成する。

【0088】

電解槽中で電気化学的にＮ_２を酸化することによって、または電解槽中でまずＮ_２をアンモニアまたはＮＨ_３へ還元した後に触媒的に硝酸へ酸化することによって、硝酸または硝酸塩を直接的に生じるこれらの新しいプロセスも、環境に優しい基盤として、特許請求の範囲に記載の「王水」エアロゾルの生産に適している。

【0089】

硝酸の代わりに、ガス状および／または蒸気状の窒素酸化物も用いることができ、これらは大気中酸化および加水分解を通じて硝酸を形成する。また、塩酸の代わりには元素状塩素を用いることが可能である。これにより、塩素含有窒素－酸素化合物が窒素酸化物と共に形成され、それらも光分解および加水分解を通して「王水」エアロゾルを形成することができる。

【0090】

ガス状および蒸気状の「王水」前駆体、例えば、ケイ素およびチタンを含有する窒素－酸素化合物、塩化水素、塩素、および蒸気状塩化物の使用は、より複雑でない腐食保護をもたらすという利点がある。この理由から、「王水」前駆体の「王水」エアロゾルへの混合および／または変換も、「王水」エアロゾルの出口点近くに配される。好ましくは、ガス状および蒸気状の「王水」前駆体であるＮ－Ｏ化合物は、電磁波またはプラズマ化学反応による放電を用いる公知のプロセス（プラズマ反応器）により空気を処理することによって生じる。

【0091】

ゆえに原理上は、本明細書に提示されるメタン分解性「王水」エアロゾルとそのガス状、蒸気状、およびエアロゾルの前駆体は、購入した化学物質を全く使用することなく、ディーゼルエンジン動力船上で、エアロゾル前駆体としてアルカリ塩化物塩を僅かに含有する海水と、プラズマ合成を通じて空気から得られたＮＯ_ｘガスまたは蒸気と、船のエンジン排ガスから得られるＳＯ_２およびＮＯ_ｘとのみを用いることによって生成され得る。

【0092】

二酸化硫黄から硫酸へおよび大気中のＮＯ_ｘから硝酸へ充分な大気中化学変換があり、これらの物質と海水由来の塩化物エアロゾルとが反応した後に初めて、「王水」エアロゾルへの変換が最終的に起こり、日光分解によるメタン分解が始まり得る。塩化第二鉄、硝酸第二鉄、第二亜硝酸鉄、および／または四塩化チタンなどの金属化合物は、「王水」エアロゾルによるメタン分解および／または完全燃焼した炭化水素ならびに煤煙粒子および煙粒子中での分解を最適化するために、霧化された塩水または海水に添加される。塩化物、硝酸塩、および亜硝酸塩の群からの第一塩も、この目的のために用いることができる。好ましくは、硝酸第一鉄または塩化第一鉄が、噴霧化される塩化物溶液に添加される。第一塩は加水分解する傾向が低いことから、この塩化物溶液は、好ましくは濾過海水からなるかまたはそれを含む。

【0093】

硝酸塩および塩化物を含有する酸性金属塩エアロゾルの日光分解は、「王水」酸化効果の有効性を増すが、それはなぜなら、「王水」反応から放出された元素状塩素と、金属塩化物はどちらも、最初に日光の影響下、光分解を通じて塩素原子を放出するためである。硝酸第二鉄から硝酸第一鉄への日光分解も有効性を増し得るが、この日光分解では、三酸化窒素ラジカルが形成され、加水分解の間に硝酸およびヒドロキシルラジカルへ変換される。後者は塩化水素および塩化物イオンを塩素原子へ酸化させる。

【0094】

第１の前駆体は、金属硝酸塩、金属亜硝酸塩、硝酸鉄、亜硝酸鉄、二酸化チタン、四塩化チタンの加水分解生成物、硝酸、ＮＯ、ＮＯ_２、ＮＯ_３、Ｎ_２Ｏ_３、Ｎ_２Ｏ_４、Ｎ_２Ｏ_５からなる群からの少なくとも１つの物質を含んでいてもよい。さらに、またはあるいは、第１の前駆体中の酸素と窒素との原子比は、１以上、好ましくは１．５以上から１に設定されてもよい。またさらに、またはあるいは、第２の前駆体は、塩素化合物、例えば、塩化水素、塩素、金属塩化物、塩化第二鉄、四塩化ケイ素、四塩化チタンのうち少なくとも１つを含んでいてよい。

【0095】

第２の前駆体は、塩化水素蒸気の形態で提供することができる、および／または金属塩化物、例えばケイ素、チタン、アルミニウムの群からの１つもしくは複数の金属を、例えばＳｉＣｌ_４、ＴｉＣｌ_４、ＡｌＣｌ_３などの形態の塩化物として、または海水およびそれに溶解した塩化第一鉄などの塩化物水溶液から得られるエアロゾルとして、含むことができる。

【0096】

第１の前駆体を提供するステップでは、プラズマ化学プロセスおよび／またはプラズマ反応器の使用は、大気中の空気からプラズマを生成することを示し得る。プラズマ化学プロセスおよび／またはプラズマ反応器の使用は、例えば、大気中の空気に含有される酸素および／または窒素から酸素－窒素化合物を生成するために使用されてもよい。

【0097】

プラズマ化学プロセスでは、例えば、プラズマグロー放電、コロナ放電、水接触の存在下もしくは不在下の無声放電、容量性または誘導性の高周波放電、マイクロ波放電、誘電体阻害放電、水接触存在下の空気プラズマジェット、または水接触存在下のスライディングアーク放電などの非熱的プラズマを生成または維持することができ、そのようなプラズマによって、例えば真空下もしくは大気圧下で、プロセスを行うことができる。高温プラズマも、プラズマ化学プロセス中で生成または維持することができる。

【0098】

プラズマ化学プロセスおよび／またはプラズマ反応器によって生じる第１の前駆体の体積分率は、好ましくは、産生される自己活性化型光活性エアロゾルの１体積％以上、例えば２．５体積％以上または５体積％以上となり得る。

【0099】

プラズマ反応器を使用すると、プラズマで活性化された空気をエアロゾルに添加することによって、塩素原子の収量は、塩化鉄（ＩＩＩ）エアロゾルの光分解により増加され得る。「プラズマ」とは、エネルギーを添加することにより中性の空気媒体中で中性の分子を負イオンおよび正イオンに分割することとして理解することができる。これは、例えば電子衝突反応によって発生する。経済的な理由から、「冷却」プロセスが、この目的のために好ましく用いられる。全般的には、活性化された空気を添加することによって塩素原子の収量を増加させることができるところに、経済的な利点がある。このことは重要であり、なぜなら、有機物質および元素状炭素を含有する、対流圏の温室ガスおよびエアロゾルの内容物、例えばメタンを、結果としてさらに効率的に分解させることができるためである。

【0100】

ＮＯ_{１、５＋Ｘ}－反応物（式中、ｘ≧－０．５が適用される）は、ガスおよび／または蒸気相として用いることができる。好適であるのはＮＯ_{１、５＋Ｘ}－反応物であって、式中、Ｘ≧０．５が適用され、さらに好ましくはｘ≧１．０またはｘ＝１．５である。これらは、五酸化二窒素（例えば蒸気形態）または硝酸などの物質であり、例えばＮＯ_２とは異なり、含水エアロゾル粒子による加水分解中に硝酸および硝酸第二鉄を形成する（含水エアロゾル粒子は、例えば、同じものを直接的に形成する）。そのようなＮＯ_Ｘ反応物は、電子衝突誘導性反応により大気中の空気から生成することができ、この反応では、イオン化されたおよび／またはエネルギーに富んだ原子または分子を含有するガスプラズマが形成され、これらの原子または分子は特許請求の範囲に記載のプロセスに適している。特許請求の範囲に記載のプロセスに用いることのできるプラズマは、高温プラズマおよび低温プラズマに分けることができる。高温プラズマは、電気の火花放出中に形成される。

【0101】

グロー放電は、好ましくは真空中で＜１０ｍｂａｒで行われ、それゆえに、真空を用いてエアロゾル生産を行う塩化鉄（ＩＩＩ）エアロゾル生産プロセスには非常に適している。コロナ放電とさらに無声放電は、大気圧で行うことができる。容量性および誘導性の高周波放電ならびにマイクロ波放電は、真空と大気圧との両方で行うことができる。

【0102】

上述のプロセスにより空気を活性化することによって、空気分子が分割され、有効性の高い酸化剤、例えば原子状酸素、ヒドロキシルラジカル、オゾン、窒素酸化物、二酸化窒素、三酸化窒素、および五酸化二窒素などが形成される。そのため、放出される金属当量当たりの塩素原子の形成を、公知のプロセスに比べて増加させることができる。逆に、このことは、同じ塩素原子効果または同じメタン分解を達成するために放出されるべき鉄塩エアロゾルがさらに少なくなることを意味する。

【0103】

塩化鉄（ＩＩＩ）エアロゾルから塩素原子への光分解は、したがって、塩素原子の収量が増加するようにプラズマ形成により活性化された空気を添加することによって、活性化することができる。塩化鉄（ＩＩＩ）エアロゾルと混合されて放出される１００体積分率の空気について、ちょうど１～５体積分率のプラズマ活性化された空気を添加することによって、塩素原子の収量は１００％超増加する。

【0104】

上記のプロセス（対流圏中に塩素原子を生じるための）は、したがって、プラズマ活性化された空気との混合物中に（対流圏内に）塩化鉄（ＩＩＩ）を含有するエアロゾルを放出することによって、改善することができる。添加されるプラズマ活性化された空気の体積分率は、有利には、塩化鉄（ＩＩＩ）エアロゾルと混合されて放出される空気の体積の少なくとも１体積％である。

【0105】

第２の前駆体を提供するステップでは、流動床に昇華デバイスを用いることが好ましいことがある。ここでは、還元温度で蒸気の収量を向上させるプロセス、すなわち、高温の搬送ガスを活用した移動床および／または流動床からの開始物質の昇華を用いることができる。移動床での昇華される固体バルク材の動きは、例えば振動および／または撹拌によって機械的に誘発させることができる。塩化鉄（ＩＩＩ）の昇華の場合、搬送ガスが不活性であれば有利である。ＣＯ_２またはＮ_２などのガスは、渦巻きを生じる媒体として適している。搬送ガスは、継続的に固体塩化鉄（ＩＩＩ）開始物質の表面から塩化鉄（ＩＩＩ）蒸気を除去し、ゆえに昇華中の開始物質の上の塩化鉄（ＩＩＩ）蒸気圧を低減する。この効果により、塩化第二鉄の昇華速度が増すか、またはさらに低い温度で昇華速度を同じとすることが可能になる。固体粒子の昇華による流動床で行われるような蒸気相の生成は、例えばフランス、モンペリエ、Ｋｅｍｓｔｒｅａｍ社により提案された。しかし、この昇華方法の不利な点は、搬送ガスの消費が高いことである。

【0106】

本明細書に提示される堆積床は、好ましくは無水塩化第二鉄からなるかまたはそれを含む。堆積床は、好適な様式で下記の特徴：
－不活性ガス流による撹拌、振動、振盪、循環、流動化の動作のうち少なくとも１つを提供する混合デバイス、
－磨砕補助具、例えばセラミックボールなどを有する混合デバイスを提供すること、
－瀉出設備、
－堆積床を通じて流すための不活性ガスを提供するためのガス流システムであって、それによって不活性ガスを加熱するかまたは非加熱とすることができる、ガス流システム、
－堆積床を加熱するための加熱デバイスであって、堆積床は、直接的に加熱される塩化第二鉄の堆積床であり、伝熱媒体流入自動温度調節チューブ加熱、赤外線放射、マイクロ波加熱の群からの１つまたは複数の加熱器によって直接的に加熱されてもよい、加熱デバイス、
－塩化第二鉄の堆積床における温度を１００℃から２２０℃の間、好ましくは１４０℃から２００℃の間に制御するための温度制御デバイス
のうち少なくとも１つを有するという特徴がある。

【0107】

昇華デバイスの真空稼働は、確実により低い温度で作業するために好適である。望ましくない副反応は２００℃で発生するが、これにより温度を２００℃未満に保つことが可能となる。

【0108】

昇華の蒸発速度は、昇華している金属塩化物が小粒子から粉末バルク材の加熱された固定床に置かれている場合に増加させることができる。この固定床は、撹拌、振動、または振盪などの１つまたは複数の手段によって動き、この固定床を通ってガスが流れ、例えば、ＣＯ_２および／またはＮ_２などの不活性ガスが通過する。セラミックビーズなどの磨砕補助具を用いることが有利であり、セラミックビーズは、固定床において、床の運動に伴って塩化第二鉄結晶に新しい破断面を継続的に作り出すため、蒸発面積を増加させる。塩化アルミニウムを含む混合物中に塩化第二鉄を用いて昇華のための移動床を生じることによって、塩化第二鉄の昇華温度を低減することができる。なぜなら、より低い温度で昇華するＦｅＡｌＣｌ_６分子が、Ｆｅ_２Ｃｌ_６分子の代わりに蒸気相中で形成するためである。

【0109】

また、第１の前駆体と第２の前駆体とを互いに混合することは、部分的に閉鎖された環境、例えば煙突や排出口などの囲繞物の中で行うことができる。あるいは、またはさらに、第１の前駆体と第２の前駆体とを混合する工程の後に、混合された自己活性化型光活性エアロゾルは、例えば加圧ガスなどを用いて噴出することができる。

【0110】

混合された自己活性化型光活性エアロゾルの噴出は、好ましくは、下記の送達位置：船、浮遊プラットフォーム、石油掘削装置、航空機、バルーン、小型飛行船、冷却塔、煙突、排出口、格子鉄塔、山頂のうち少なくとも１つから行うことができる。

【0111】

一態様では、昇華した蒸気状の塩化鉄（ＩＩＩ）から塩化鉄（ＩＩＩ）を含有するエアロゾル粒子および／または液滴からなる塩化鉄（ＩＩＩ）エアロゾルプルームを対流圏に生成するための方法が記載される。この場合、エアロゾル粒子は、ガスジェットとの混合による物理的および化学的な凝縮によって生成される。このプロセスは、下記のうち１つまたは複数を特徴とし得る。
Ｉ）少なくとも１つのガスジェット真空ポンプからの周囲圧を下回る圧力（＝「陰圧」）によって、昇華チャンバの圧力を低減すること、
ＩＩ）通常の流動床移動法を用いずに、昇華チャンバ中で無水塩化鉄（ＩＩＩ）片の昇華床を動かすこと、
ＩＩＩ）運動する磨砕媒体によって、昇華チャンバ中で無水塩化鉄（ＩＩＩ）片由来の開始物質を粉砕すること、
ＩＶ）ジェットガスを塩化鉄（ＩＩＩ）蒸気と混合するデバイスとして、１つまたは複数のガスジェット真空ポンプを使用すること、
Ｖ）昇華のための移動床を提供する際に、塩化アルミニウムを含む混合物中に塩化第二鉄を使用して、昇華温度を低減すること。

【0112】

昇華した蒸気状の塩化第二鉄から塩化第二鉄を含有するエアロゾル粒子および／または液滴を含むエアロゾルプルームを対流圏に生成するための方法であって、エアロゾル粒子がガスジェットとの混合による物理的および化学的な凝縮によって生成される方法は、下記の追加的な手段のうち１つまたは複数によって改善され得る。
Ｉ）少なくとも１つのガスジェット真空ポンプからの陰圧によって、昇華チャンバの圧力を低減すること、
ＩＩ）通常の流動床移動法を用いずに、昇華チャンバ中で無水塩化鉄（ＩＩＩ）給送材の昇華床を動かすこと、
ＩＩＩ）運動する磨砕媒体によって、昇華チャンバ中で無水塩化鉄（ＩＩＩ）由来の開始物質を粉砕すること、
ＩＶ）ジェットガスを塩化第二鉄蒸気と混合するデバイスとして、１つまたは複数のガスジェット真空ポンプを使用すること、
Ｖ）昇華のための移動床を調える際に、塩化アルミニウムを含む混合物中に塩化第二鉄を使用して、昇華温度を低減すること。

【0113】

「王水」エアロゾルを提供するための大型かつ静止型の海上または陸上の放出システムでは、ガスジェット真空ポンプは、タービンジェットエンジンによって駆動されてもよい。それは、塩化鉄（ＩＩＩ）床の運動が下記の動き：振盪、振動、磨砕、または撹拌のうち１つまたは複数によって実現されることも提供する。

【0114】

そのようなプロセスでは、磨砕媒体は、ガラスビーズおよび／またはセラミックビーズとすることができる。これらの磨砕媒体または磨砕ビーズは、好ましくは、１ｍｍと３０ｍｍとの間の直径を有するものとすることができる。

【0115】

昇華床の上部および内部で生成された圧力低下により、圧力は２００ｍｂａｒ未満、好ましくは２０ｍｂａｒ未満となり得る。昇華チャンバ内および移動床内の温度域は、例えば、１００～２５０℃、好ましくは１５０～２１０℃となり得る。

【0116】

搬送ガスジェットは、好ましくはタービンエンジンによって提供することができ、タービンエンジンは例えば、上方に垂直に吐出するように配置することができる。

【0117】

塩化第二鉄蒸気発生器としての使用に加えて、塩化第二鉄蒸気発生器は、ケイ素およびチタンの低沸点の四塩化物を気化させるために用いることもできる。これらの液体は、個別にまたは混合物として塩化第二鉄昇華チャンバに供給することができ、このチャンバにおいて好ましくは塩化第二鉄床の下で蒸発される。昇華チャンバを通過しながら、上記プロセスで生成された蒸気は塩化第二鉄床を通過し、塩化第二鉄蒸気を除去する搬送ガスとして作用する。

【0118】

上記ページに記載されたプロセスを用いて、鉄（ＩＩＩ）塩を好ましくは塩化物および／または硝酸塩として、または酸素含有チタン化合物を、溶液混合物に添加することによって、塩素原子の収量を実質的に増加させることができる。この溶液混合物は、好ましくは、同じ分子成分由来の塩化物および硝酸塩を含有し、この溶液混合物から、溶液中に存在する固体に基づく重量濃度で、好ましくは１％と９０％との間の鉄塩および／またはチタン酸化物の含量でエアロゾルが生じる。例えば、エアロゾルの塩および酸の含量は、６の塩化物重量分率に基づき少なくとも１の硝酸塩重量分率を含んでいてもよく、少なくともそれぞれ０．１重量分率の鉄および／またはチタンを含有する。

【0119】

ここに提示されるプロセスの経済的に有利な点は、塩素原子の収量を１００％超増加できることである。このことは重要であり、それはなぜなら、有機物質と元素状炭素―特にメタン―を含有する対流圏の温室ガスおよびエアロゾルの含量を、塩素原子の大気中への放出を誘発するプロセスによって低減できるためである。以前に記載されたプロセスに比較して、放出された鉄の当量当たりの塩素原子の形成を増加させることができる。このことは、大気中での塩素原子の同様の効果または同じメタン分解を達成するために放出されるべき鉄塩エアロゾルが少なくなることを意味する。必要であれば、エアロゾル中の鉄の添加を避けるか、または有利には完全に省くことができる。これにより、ここに提示した塩化物混合エアロゾルについて新しくかつさらに広い適用範囲が開かれる。以前に記載された塩化第二鉄エアロゾルは、例えば、アルベド効果の高い雪原および氷原の近くで使用できないか、または使用に困難を伴うが、それはなぜなら、着色フェライト化合物が直接的に反射を低減するとともに、その微量元素効果に起因して、雪および氷の表面で藻類および苔類のアルベド低下をもたらす繁茂を促進するためである。今や、鉄の使用を大幅に低減するか、または、感光性の硝酸、硝酸塩、およびチタン酸化物により鉄を完全に置き換えても、これらのアルベド効果の高い、ゆえに気候を寒冷化する氷表面のすぐ近くまたは上でさえ、大気中のメタン分解の使用が可能である。硝酸塩および硝酸は、ここでは施肥効果を有さないが、なぜなら、これらの感光性物質が太陽光放射による分解に供されるためである。一方、白色酸化チタン化合物は、再度の放射を直接的にかつ持続的にさえ増加させるが、それはなぜなら、煤煙および煙のエアロゾルに由来する黒ずんだ降水は、そこで成長した藻類、バイオフィルム、および苔類を含んでおり、チタン酸化物を通じたヒドロキシルラジカルの形成によって「焼き払う」ことができるためである。

【0120】

ここに提示したプロセスの一部として、硝酸鉄（ＩＩＩ）および塩化物塩の酸性混合物を含有する溶液をエアロゾルに噴霧化し、周囲空気内に放出することができる。昼光中での光分解により、硝酸不含の塩化鉄（ＩＩＩ）エアロゾルに比べて塩素原子の形成が増加する。噴霧化された塩化物および硝酸塩溶液において鉄が完全に排除されていても、特許請求の範囲にも記載されているように、溶液が酸性であれば塩素原子が形成される。少なくとも少量の金属、例えばチタンおよび／または鉄をエアロゾルに有することは、金属不含溶液に比べて塩素原子の形成が大幅に促進されることから好ましい。最適な塩素原子の形成は、２．５と０．５との間のｐＨ値で観察された。

【0121】

噴霧化に用いられる塩化物－硝酸塩溶液は、鉄（ＩＩＩ）塩の添加によって所与の認識可能な色を有しており、エアロゾルからの塩素原子の形成が大幅に向上することが期待できる。着色は、既に明確に視認でき、塩化物－硝酸塩溶液中の鉄（ＩＩＩ）濃度１％と５％との間で既に視覚的に明確に可視である。これは、水溶液の重量割合５％で明確に可視であり、鉄（ＩＩＩ）のカチオン割合が１００％である際に最大に増加する。

【0122】

鉄（ＩＩ）塩の使用により、塩素原子の形成を促進することができる。おそらくなぜならば、大気の酸化効果がエアロゾルに作用して、鉄（ＩＩ）を鉄（ＩＩＩ）に変換するためである。

【0123】

好ましくは、充分な塩素原子の収量を得るために、硝酸塩および塩化物の分子画分は、約１：１０から約１：１の比で水溶液中に含有されている。硝酸塩と塩化物との重量比約１：２から１：４が好適である。光分解により生成された塩素原子は、既知の様式で酸化剤として大気中のメタンに作用し、メチルラジカルの形成を伴う水素の除去によって、メチルラジカルへのその分解を誘発する。塩化水素は、塩の再形成と共にエアロゾルにより吸収され、したがって「リサイクルされる」。同じことが硝酸塩に起こり、反応の過程でＮＯ_２に還元され、エアロゾル粒子により吸収されて酸化された後、リサイクルで硝酸に戻ってゆえに塩を形成する。

【0124】

生産性を最適化するためにエアロゾル粒子を直径１μｍ未満とした噴霧化によって、塩素原子の生成のためのエアロゾルを生じることは有利である。噴霧化を使用する場合、直径１μｍ未満のエアロゾル粒子の収量は、例えば濾過した海水など充分に希釈された溶液を噴霧化に用いた場合に、大気中のエアロゾル液滴からの水の蒸発によって増加させることができる。換言すれば、水を第１および／または第２の前駆体に添加して、エアロゾル粒子の直径を低減することができる。

【0125】

特許請求の範囲に記載の塩溶液混合物をエアロゾルとして自由大気に放出する代わりに、これらの塩溶液を、閉鎖された人工照射空間内で使用して、例えば区画された供給源―石炭鉱山、天然ガス井戸のポンプヘッド、または人工メタン源など―からのメタン放出を分解することもできる。対流圏へのエアロゾルの放出のための適切な場所はまた、いわゆるアップウィンド型発電プラントなどのアップウィンド型システムの概ね完全に閉鎖された空間である。

【0126】

上記のプロセスでは、例えば塩素原子を対流圏に提供するために、水溶液混合物を対流圏などの反応チャンバ内に噴霧化することができる。それは好ましくは、イオンである塩化物、硝酸塩、ならびに場合によっては、懸濁液として含有される鉄（ＩＩＩ）カチオンおよび／またはヒドロキシル含有チタン－酸素化合物を含有する。

【0127】

さらに別の実施形態では、水溶液中の鉄（ＩＩＩ）および／またはヒドロキシル含有チタン－酸素化合物は、そこに含有されるカチオンの重量割合が少なくとも１％および最大で１００％である。硝酸塩および塩化物との分子画分は、１：１０から１：１の比で水溶液中に含有され得る。溶液混合物は鉄（ＩＩ）も含んでいてよい。

【0128】

最終的に、バリアント４とも称される特許請求の範囲に記載のエアロゾルを生成するオプションも提示する。それによれば、金属塩化物反応物と金属硝酸塩反応物との両方を、別々にエアロゾル相内に移動させ、次いで、この２つのエアロゾル相を、合わせて混合することによって、特許請求の範囲に記載のエアロゾル内に移動させる。このバリアントの不利な点は、エアロゾル粒子および液滴が非常にゆっくりと互いに凝結するに過ぎないという点である。しかし、それらの塩化水成分および硝酸成分は、最適なメタン変換に必要なｐＨ範囲２以下で少なからぬ蒸気圧を有するため、特許請求の範囲に記載の塩化第二鉄－硝酸第二鉄混合物の形成も、遅延はあるが粒子または液滴の凝結なく発生させることができる。

【0129】

本記載はまた、例えば上記のような、自己活性化型光活性エアロゾルを提供するためのデバイスを高く評価する。好ましくは、この装置は、上記の方法を行うためのものである。この装置は、反応チャンバと、硝酸アニオンおよび／または窒素－酸素化合物を含む第１の前駆体を反応チャンバに提供するための反応チャンバに接続された第１のデバイス、具体的にはＮＯｘデバイスとを含む。この装置はさらに、塩素または塩化物を含む第２の前駆体を反応チャンバに提供するための反応チャンバに接続された第２のデバイス、例えば塩化物デバイスなどを含む。

【0130】

搬送ガス供給デバイスを使用して、搬送ガスを反応チャンバに提供する。例えば、コンプレッサにより提供できる圧縮ガスを搬送ガスとして使用することができる。排ガスも搬送ガスとして使用することができる。

【0131】

本デバイスは、前記第１の前駆体と前記第２の前駆体との混合物を反応チャンバにもたらして、質量比を１部分の硝酸アニオンおよび／または窒素－酸素化合物対２００部分の塩化物から、最大１０部分の硝酸アニオンおよび／または窒素－酸素化合物対１部分の塩化物の範囲に設定するように設計される。さらに、本デバイスは、ｐＨ値を３以下から－１以上の範囲（－１≦ｐＨ≦３）に加減するように設計される。

【0132】

本デバイスはさらに、第１のデバイスが、大気中の空気からプラズマを生成するための、例えば、大気中の空気に含有されている酸素および／または窒素から酸素－窒素化合物を生成するためのプラズマ反応器を含むように、設計することができる。

【0133】

本デバイスのプラズマ反応器は、非熱的プラズマを生成するかまたは維持してもよい。例えば、プラズマ反応器は、下記のプロセスのうち１つを含むかまたは実施する：プラズマグロー放電、コロナ放電、水接触の存在下もしくは不在下の無声放電、容量性または誘導性の高周波放電、マイクロ波放電、誘電体阻害放電、水接触存在下の空気プラズマジェット、または水接触存在下のスライディングアーク放電。

【0134】

プラズマ反応器は、真空下もしくは大気圧下で動作させることができる。必要に応じて、プラズマ反応器は、高温プラズマを提供するかまたは維持することができる。

【0135】

搬送ガス供給デバイスは、好ましくは、下記の特徴のうち少なくとも１つを含み得る：ガスジェット、加圧ガスシステム、または吸引デバイス。さらに、またはあるいは、本デバイスは、第１のデバイスがＮＯｘ出口を介して反応チャンバに接続されるように配置されてもよい。第２のデバイスは、塩化物出口を介して反応チャンバに接続することができる。本デバイスはまた、ＮＯｘ出口および塩化物出口が共通のＮＯｘ／塩化物出口として反応チャンバ内に開放される、すなわち、第１のデバイスおよび第２のデバイスが共通のＮＯｘ／塩化物出口を介して反応チャンバに接続されるように設計することができる。

【0136】

本デバイスは、霧化ユニットおよび／または超音波振動ユニットと、凝縮および／または加水分解による非熱的噴霧化プロセスおよび／または噴霧化プロセスを行うなどのための噴霧化ユニットと、鉄塩素化などのための金属塩素化ユニットと、例えば反応チャンバ内または上に配置される、ガスジェット真空ポンプおよび／または静止型ミキサなどの混合デバイスとを含んでいてもよい。

【0137】

好適な実施形態では、第２のデバイスは、堆積床のための昇華デバイスを含み得る。例えば、堆積床は、無水塩化第二鉄を含むかまたはそれからなる。堆積床は、下記の特徴：不活性ガス流による撹拌、振動、振盪、循環、流動化の動作のうち少なくとも１つを提供する混合デバイス；混合デバイスを提供する磨砕補助具、例えばセラミックボールなど；瀉出デバイス；堆積床を通じて流すための不活性ガスを提供するためのガス流デバイス；堆積床を加熱するための加熱デバイス；塩化第二鉄の堆積床における温度を１００℃から２２０℃の間に制御するための温度制御デバイスのうち少なくとも１つを有するという特徴がさらにあってもよい。

【0138】

本デバイスはさらに、温度および／または圧力の上昇下で蒸気発生器内に空気およびＨＮＯ_３を給送することによって硝酸塩蒸気を生成するための蒸気発生器を含んでいてもよい。さらに別の一実施形態では、さらに、またはあるいは、本デバイスは、温度および／または圧力の上昇下で蒸気発生器内にＨＣｌを給送することによって塩化物蒸気を生成するための蒸気発生器を含んでいてもよい。換言すれば、蒸気発生器を用いて、硝酸塩蒸気もしくは塩化物蒸気、または硝酸塩－塩化物混合蒸気さえ生成することができる。しかし、硝酸および塩酸は既に、それ自体である程度の腐食能を有している。腐食の影響を低減するべく、このデバイス構成部分のためのプラズマ反応器などの他の代替物もそれゆえに考察されており、これを用いて、ＮＯ_Ｘ反応物をガスまたは蒸気の状態で直接的に生じることができる。

【0139】

煙霧システムは、液体金属硝酸塩を煙霧システム内に給送することによって硝酸塩霧を生成するための、および／または液体金属塩化物を煙霧システム内に給送することによって塩化物霧を生成するための、および／または液体金属硝酸塩と液体金属塩化物とを煙霧システム内に同時に給送することによって硝酸塩－塩化物霧を生成するためのノズル、回転ブラシ、または超音波振動発生器を含んでいてもよい。

【0140】

好適な形態では、第２のデバイスは、金属化合物、すなわち金属または金属合金と、塩素ガスとの発熱反応のための反応デバイスを含み得る。使用される金属化合物は、例えば、金属性の鉄、ケイ素、チタン、またはアルミニウムとすることができる。変換デバイス中の温度を制御するために、４５０℃と６００℃との間の好適な範囲に制御するための温度制御デバイスを提供することができる。例えば、好ましくは粗大な粒子またはペレットに破砕もしくは予備成形されている金属は、小過剰の塩素ガスにより発熱的に変換することができる。塩化第二鉄から塩化第一鉄へのいかなる分解反応も、僅かな過剰量の塩素によって抑制される。放出された塩化第二鉄エアロゾル雲中の上記に続くいかなる少量の塩素含量も、光分解により塩素原子に分解され、即時にメタンとの反応によって塩化第二鉄エアロゾル雲のＨＣｌ－塩化第二鉄リサイクルサイクル内に取り込まれる。

【0141】

上記のデバイスは、下記の配備場所：船、浮遊プラットフォーム、石油掘削装置、航空機、バルーン、小型飛行船、冷却塔、煙突、排出口、格子鉄塔、山頂、アップウィンド型発電プラント、タービンのうち１つの上にデバイスを配備するように設計されてもよい。

【0142】

反応チャンバは、自己活性化型光活性エアロゾルを放出するための出口を有する囲繞物に配置することができる。好ましくは、反応チャンバは、冷却塔、煙突、排出パイプ、格子鉄塔、上昇気流発電プラント、またはタービンに配置することができる。ＮＯ_Ｘプラズマ反応器や蒸発器などからの反応物の蒸気および／またはガス、すなわち第１のおよび／または第２の前駆体、それらから凝縮した塩化第二鉄昇華器からまたは鉄－塩素ガス反応からの蒸気およびエアロゾル、ならびに非熱的噴霧化（それに応じてデバイスの構成部分が使用される）由来の反応物エアロゾルは、反応チャンバに配された乱流帯における反応によって、特許請求の範囲に記載の酸性の混合エアロゾルに主に変換される。エアロゾルは次いで、典型的には大気中に放出される。

【0143】

本記載はまた、例えば上記のように、排ガスを少なくとも部分的に変換し、同時に自己活性化型光活性エアロゾルを提供するための、および／または例えば上記のようなプロセス下での使用のための、排ガス処理プラントを定義する。この排ガス処理装置は、例えば排出パイプまたは煙突において、排ガスの排出のために用意されたパイプ部分に配置された反応チャンバと、硝酸アニオンおよび／または窒素－酸素化合物を含む第１の前駆体を反応チャンバに提供するための第１のデバイスと、塩化物を含む第２の前駆体を反応チャンバに提供するための第２のデバイスと、搬送ガスを反応チャンバに提供する搬送ガス提供デバイスとしての、ディーゼルエンジンなどの排ガス放出器とを含む。本装置は、第１の前駆体と第２の前駆体との混合物を反応空間に生じて、それによって、質量比を１部分の硝酸アニオンおよび／または窒素－酸素化合物対２００部分の塩化物から、最大１０部分の硝酸アニオンおよび／または窒素－酸素化合物対１部分の塩化物の範囲に調整するように適応され、本装置は、ｐＨを３以下から－１以上の範囲（－１≦ｐＨ≦３）に加減するようにさらに適応される。

【0144】

下記では、実施形態を参照して、および図面を参照して、本発明がさらに詳細に説明される。そこでは、同一および類似の要素は、折に触れて同じ参照符号を付して示され、様々な実施形態の特徴は、互いに組み合わせることができる。

【図面の簡単な説明】

【0145】

【図1】本発明の第１の実施形態のフロー図である。

【図2】プラズマ反応器を示す図である。

【図3】蒸気発生器を示す図である。

【図4】噴霧化システムを示す図である。

【図5】昇華デバイスを示す図である。

【図6】昇華デバイスの別の実施形態を示す図である。

【図7】搬送ガス供給デバイスを示す図である。

【図8】ガス真空ポンプを備える反応チャンバの一実施形態を示す図である。

【図9】静止型ミキサを備える反応チャンバの一実施形態を示す図である。

【図10】本発明の過完全である可能性がある実施形態のフロー図である。

【図10a】本発明の一実施形態のフロー図である。

【図11】本発明の好適な一実施形態のフロー図である。

【図12】本発明の別の好適な実施形態のフロー図である。

【図13】本発明のさらに別の好適な実施形態のフロー図である。

【図14】エアロゾルを供給するかまたはエアロゾルを生じるプロセスを行うためのデバイスを示す図である。

【図15】エアロゾルを供給するさらに別のデバイスを示す図である。

【図16】回転式分配器としてエアロゾルを供給するためのデバイスのさらに別の実施形態を示す図である。

【図17】回転式分配器と垂直風力タービンとの組合せの一実施形態を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0146】

本願によって示されるように、気候活性のエアロゾル２０は、ｐＨ値を加減する場合に、大きく酸性に、すなわち－１から３、好ましくは０から２．５、いっそうより好ましくは０から２の範囲とすることが有利である。ｐＨ値を調整するための様々なオプションがあり、本記載に説明されている技術的におよび経済的に合理性のある様式で用いることができる。

【0147】

オプションの１つは、例えば対流圏において温室ガスのメタンおよびオゾンを分解するための、金属イオンおよび／または金属酸化物、例えば上記で概説した「王水」エアロゾルなどを含有する、混合金属塩エアロゾルと混合塩化物エアロゾルとを提供することである。ここでは、光分解により活性化された「王水」の酸化効果は、塩素（塩素原子および塩化物）によって技術的に変換することができる。例えば、提示された塩化物混合物エアロゾル、例として活性化「王水」エアロゾルなどは、その粒子および／または液滴が加水分解により形成されるナトリウムイオン、硝酸塩イオン、塩化物イオン、第二鉄イオン、および二酸化チタンの酸性混合物を含有するという事実を特徴とするように、調整することができる。この例では、塩化物混合エアロゾルは、ゆえに、固体成分および／または液体成分が酸化物塩および塩溶液の混合物からなる粒子および／または液滴を含有し、この粒子および／または液滴は、３以下、好ましくは２以下のｐＨ値を有し、この粒子および／または液滴では、塩化物から塩素原子への「王水」酸化が特に有効である。

【0148】

下記に提示される技術器具は、上述の鉄および／またはチタン化合物によって活性化された「王水」エアロゾルを含めて、どの「王水」エアロゾルバリアントの生産にも特に適している。活性化された「王水」エアロゾルは、鉄塩および／または二酸化チタンを含有する「王水」エアロゾルであり、鉄および／またはチタン成分は生産中に「王水」に添加されている。活性化金属成分は、製造プロセス中に「王水」エアロゾルに添加され、具体的には、遷移金属の鉄およびチタンならびにそれらの加水分解生成物の塩であり得る。金属塩混合物エアロゾルの生産のためのそのような金属塩は、生産の間にまたは排気エアロゾル（すなわち、放出される塩化物混合物エアロゾル）中に金属塩を含む、塩化物混合物エアロゾルである。そのような金属塩、例えば、塩化第二鉄、塩化第一鉄、硝酸第二鉄、硝酸第一鉄、硫酸第二鉄、または四塩化チタンを使用することができる。

【0149】

本願に提示された技術デバイスは、エアロゾルの生成に金属塩を含むかもしくは不含の、および／または排気エアロゾルに含有される、塩化物混合物エアロゾルを提供するように改変するかまたは動作させることができる。本記載に使用される用語「塩化物混合物エアロゾル」とは、例えば溶解状態またはガス状態で、好ましくは原子状塩素、元素状塩素、塩化水素、塩化ニトロシル、塩化ニトリル、または硝酸塩素の群に由来する、元素塩素を含有する混合物エアロゾルを表す。これは、塩素（元素状塩素および塩化物としての）の存在が、放出されたエアロゾルに必須であるためである。

【0150】

放出後、「王水」エアロゾルバリアントの粒子および／または液滴は、その光分解の蒸気状生成物と、酸素および他の酸化剤ならびに対流圏のメタンおよび他の有機成分、例えば、°Ｃｌ、Ｃｌ_２、ＨＣｌ、°ＮＯ_２、ＨＮＯ_３、ＣｌＮＯ、ＣｌＮＯ_２などとの反応の蒸気状生成物とからなる、ガス状の発散物（aura）を呈する。これらの成分は、「王水」エアロゾル雲における自然の光化学的サイクルの一部である。「王水」エアロゾル雲を生じ、かつ上述のこれらの成分を含有するか、またはその前駆体の形態で含有するか、または「王水」エアロゾル雲内に放出する全ての成分は、その生産の成分ともすることができる。「王水」エアロゾルバリアントの凝縮粒子も、凝縮発散物を有し得るが、この発散物は、硝酸塩、塩化物、ヒドロニウム、および金属イオン、ならびに場合によってはイオン性および／または酸化された鉄成分および／またはチタン成分といった活性化成分を含有し得る。この例の１つは四塩化チタン蒸気であり、大気中水分によるその加水分解の間に、ＨＣｌ蒸気および二酸化チタンによりエアロゾル雲を充実する。

【0151】

存在する任意の金属元素または金属化合物を、触媒として、またはｐＨ値を低減するために、使用することができ、例えば、鉄を還元形態で、例えばペンタカルボニル鉄蒸気として添加する場合に可能である。 最終的には、一方ではエアロゾルの反応性、他方ではコスト、例えばエアロゾルの産生に必要な材料またはエネルギーのためのコストは、エアロゾルを大量に提供できるか否かの鋭敏な尺度である。

【0152】

図１は、気候活性エアロゾル２０を提供し、また気候活性自己活性化型光活性エアロゾル２０を提供するプロセスも行うための、デバイス１００の第１の実施形態をここに示す。反応器５は、硝酸アニオン（例えば硝酸）および／または窒素－酸素化合物を含む第１の前駆体５２を反応チャンバ４０に提供するために使用される。反応器５は、空気供給ライン７および供給ライン６を有し、それらは例えば、電流またはエネルギー供給のためのものである。昇華器８は、塩化物を含む第２の前駆体５４を提供するために使用される。この例では、昇華器８は、熱エネルギーを昇華器８に供給するための加熱デバイス９を含む。昇華器８はまた、無水固体塩化第二鉄および／または無水塩化第二鉄－塩化アルミニウム混合物のための給送１０と、搬送ガス入口１１とを有する。

【0153】

第１の前駆体５２および第２の前駆体５４は、混合が行われるように反応チャンバ４０に提供される。乱流混合および／または前駆体混合物５２、５４の除去のために搬送ガス５６が反応チャンバ４０に供給される場合、上記の混合は、さらに加速または促進させることができる。搬送ガス５６は、搬送ガス発生器１６によって生成され得る。搬送ガス５６は、例えば、圧縮された空気または排ガスとすることができ、それゆえに搬送ガス発生器１６は、例えば、コンプレッサ、（電気）モータ駆動式送風器、プロペラ駆動式モータ、または海洋ディーゼルエンジンなどのエンジンとすることができる。エネルギー供給システム１７は、搬送ガス発生器１６にエネルギーを供給し、例えば、コンプレッサまたは電気駆動式ファンの場合には電力を、プロペラ駆動の場合には航空機用燃料を、海洋ディーゼルエンジンの場合には重燃料油を、またはジェットタービンファンの場合には灯油を供給する。

【0154】

図１に示される例では、反応チャンバ４０は、ガスジェット真空ポンプ１５を含む。このようにして提供されるエアロゾル２０は、出口１９、例えば煙突に給送され、大気中に放出される。

【0155】

図１にフローチャートとして示されるシステム１００を用いて、様々なプロセスバリアントを行うことができるが、そのうちの１つを例として下記に説明する。バリアント１によると、塩化第二鉄含有エアロゾルが、反応物または第２の前駆体５４として初めに生じ、次いで、第１の前駆体５２としてのＮＯ_{１、５＋Ｘ}の群からの１つまたは複数の排気（好ましくは硝酸蒸気を含む）との処理により硝酸第二鉄－塩化第二鉄混合エアロゾル２０に変換される。バリアント１による生産方法の基本は、第２の前駆体５４として塩化第二鉄エアロゾルを最初に生産することであり、図１にて例示的に昇華器８にある。塩化第二鉄の加熱噴霧化プロセスは、塩化第二鉄エアロゾル５４の形成のために凝縮液滴の形成を用いるが、それは蒸気状の塩化鉄（ＩＩＩ）の冷却の間に起こる。これが加熱噴霧化プロセスであり、図１に参照符号８、９、１０、および１１と共に図説されている。昇華器８は、例えば、移動塩化第二鉄固定床であり、それに由来する塩化第二鉄蒸気５４、または塩化アルミニウム蒸気を含むその混合物は、加熱デバイス９を用いてそれを通って流れる不活性ガス１１と共に１００℃から２２０℃に加熱することによって、昇華により塩化第二鉄蒸気５４に変換される。

【0156】

昇華器８により達成できる、形成される凝縮液滴および／または凝縮物粒子のサイズは、好ましくは比較的小さくすることができ、本記載の文脈では好適である。

【0157】

そのため、バリアント１による酸性硝酸第二鉄－塩化第二鉄混合エアロゾル２０は、無機のガス状または蒸気状の窒素－酸素反応物であるＮＯ_{１、５＋Ｘ}を第１の前駆体５２として、生じた塩化第二鉄エアロゾル５４と蒸気状および／またはガス状で混合することによって生じることができる。ＮＯ_{１、５＋Ｘ}反応物としては、例えば、物質の硝酸、五酸化二窒素、三酸化窒素、二酸化窒素、三酸化二窒素、四酸化二窒素、三酸化二窒素、塩化ニトリル、または硝酸塩素が挙げられる。これらは全て、湿った塩化第二鉄エアロゾルの存在下で加水分解、酸化および／または凝縮によって塩化第二鉄および硝酸第二鉄を含有する酸性の混合エアロゾル粒子または液滴エアロゾルを形成することができる物質であり、したがって第１の前駆体５２の調製に非常に適している。

【0158】

特許請求の範囲に記載の窒素－酸素化合物ＮＯ_{１、５＋Ｘ}を生じる１つの方法は、放電プラズマまたは電磁波の作用によって形成されたプラズマによって、図１または図２に概略的に示されるようにそれらをプラズマ反応器５内に生じることである。ガス状および蒸気状の生成物は、次いで、エアロゾルと混合される。この実施形態は、参照番号５、６、および７の下、図１および図２に概略的に示される。この製造のオプションの利点は、第１の前駆体５２の反応物を生産するために空気のＮ_２および／またはＯ_２含量を利用することである。

【0159】

図２から図１０は、エアロゾル２０を生じるデバイス１００に使用できるように、互換的または追加的に使用できるデバイスの構成部分を示す。図２を参照して、既に記載したプラズマ反応器５を示す。図３を参照して、蒸気発生器１を概略的に示すが、これは、例えば蒸気発生器内に空気と、さらに例えば７０パーセント超の硝酸も供給しながら、硝酸塩蒸気（硝酸蒸気）などの第１の前駆体５２として窒素－酸素蒸気を生成するために準備され得る。蒸気発生器１を、変化する温度および／または圧力条件下での稼働のために設けることができる。さらに、またはあるいは、蒸気発生器１は、空気を添加して塩化物蒸気を第２の前駆体５４として生成するために準備することができ、場合によっては、好ましくは２５パーセント超の塩酸を蒸気発生器１内に供給することができる。このプロセスステップはまた、改変された温度および／または圧力条件下で行うことができる。一例では、蒸気発生器１は、硝酸を気化させるために使用することができる。好ましくは、蒸気発生器は、塩酸水溶液を蒸発するように設計される。そして、蒸気発生器はまた、加水分解され易い液体の／または揮発性の塩化物、例えば四塩化ケイ素および四塩化チタンに由来する１つまたは複数の物質を蒸発するために使用することができる。しかし、後者は、蒸気発生器を通過する補助ガスの乾燥を要するためにさらに複雑である。図３に示される蒸発器１は、加熱デバイス２と、窒素－酸素化合物からの蒸気（例えば硝酸蒸気）または塩化物蒸気を生じるための開始物質を供給する給送３と、空気供給４とを有する。蒸発器１は、充填レベルまで満たされ、中に満たされた分量は、加熱デバイス２によって加熱される。排気５２または５４は、出口３６を介して反応チャンバ４０に給送される。塩化第二鉄エアロゾルまたは塩化第二鉄蒸気（第２の前駆体５４）との反応に好適なＮＯ_{１、５＋Ｘ}反応物（第１の前駆体５２）は、硝酸、その水溶液、およびその蒸気である。硝酸蒸気は、硝酸を蒸発させることによって生じることができる。これは、好ましくは液体硝酸を１００℃未満の温度で蒸発させることによって行われる。第１の前駆体５２は、制御された様式で、液体硝酸１を含む加熱したレシーバ２に空気４を通過させることによって生じることができる。

【0160】

図４を参照して、噴霧化装置１３を概略的に説明する。塩化第二鉄エアロゾルなどの第２の前駆体５４の調製は、単純な非熱的液体噴霧化デバイス１３によって行うことができる。非熱的噴霧化プロセスを用いる場合、公知の機械的な水力の液体噴霧化プロセス、例えば、ノズル、回転ブラシ、または超音波振動による塩化第二鉄溶液の噴霧化などを、ここでは行うことができる。ノズルの原理を、図１および図２に参照符号１２、１３、および１４の下、給送コンテナ１２および給送１４と共に概略的に示す。噴霧化システム１３は、例えばノズルの原理を有し、硝酸第二鉄エアロゾル５２を生じるために使用することもできる。酸性硝酸第二鉄－塩化第二鉄混合エアロゾル２０を生じるためのバリアント２は、例えば、硝酸第二鉄エアロゾル５２の生産に基づく。

【0161】

バリアント３によると、噴霧化システム１３による非熱的液体噴霧化プロセスを用いて、硝酸第二鉄エアロゾル５２も生じることができる。エアロゾルの酸性ｐＨ値は、ガスまたは蒸気を形成する酸または酸を形成する物質によりここで調整できないため、噴霧化される溶液は、既に充分に酸性である必要がある。腐食から保護するための不経済な支出を避け、可能な限り少なくエアロゾル粒子または液滴を得るために、希釈した硝酸第二鉄－塩化第二鉄混合物をこのバリアントに使用することができる。過剰な水は、大気中への放出後にエアロゾル液滴から蒸発する。

【0162】

図５を参照すると、昇華器８が、独立した構成部分として示されており、図１を参照して既に別途記載されている。この場合と同様に記載を通して同じ参照符号は同じ構成部分を指す。図６を参照すると、鉄ペレットからなる堆積床２３が示されている。図５に参照符号２２、２３、および２４の下、金属ペレット給送２２および塩素ガス給送２４と共に概略的に示されているように、塩化第二鉄蒸気５４の生産はまた、鉄ペレット２３の発熱による塩素化によって行うことができる。

【0163】

図７を参照すると、搬送ガス発生器デバイス１６が、エネルギー供給１７とガスまたは空気供給１８とを有するデバイス１００の構成部分として視覚化されている。搬送ガス５６は、エアロゾルの上昇のために調製される。換言すれば、搬送ガスは、少なくとも初発時間の間にそのエアロゾル、例えばエアロゾルの粒子および／または液滴などを搬送し、エアロゾルと混ざり合うかもしくは放出されるエアロゾルの一部となるか、および／または例えば搬送ガス５６によりｐＨ値を加減することによって、エアロゾルの液滴および／または粒子と相互作用する。搬送ガス発生器デバイス１６は、そのため、例えばガスジェット真空ポンプ１５の稼働のための、適切な搬送ガスを提供する。搬送ガス生成デバイス１６の例は、コンプレッサ、ファン、または垂直吹出プロペラもしくはジェットエンジンさえあるが、海洋（ディーゼル）エンジンなどの内燃エンジンも適切な搬送ガスを提供することができるし、空気も上昇気流発電プラントを通して流すことができる。例えば、排ガスが５％超の酸素を含有する限り、ＮＯ_{１、５＋Ｘ}化合物または硝酸と塩化第二鉄との間の反応は、排ガスによる影響を受けない。使用される排ガスが、実際に５％未満の残存酸素を含有するという現代のエンジンによくある場合には、周囲空気は例えば、燃焼チャンバまたはシリンダを離れた後に、場合によってはフラップ技法を用いた変量であっても、まだ熱い排ガスまたは排出パイプ内に混合することができる。

【0164】

図８および図９は、反応チャンバ４０の２つの実施形態を示す。反応チャンバ４０は、第１の前駆体５２および第２の前駆体５４を、大気などの環境内に放出するために、好ましくは搬送ガス５６の流れの中で共に混合するという事実を特徴とする。２つの前駆体５２、５４の実際の混合プロセスは、そのため、反応チャンバ４０内で行われるか、またはそこで開始される。例えば、バリアント２による塩化水素蒸気もしくは揮発性かつ加水分解感受性の塩化物と硝酸第二鉄エアロゾルとの混合、またはバリアント１による硝酸蒸気もしくは他のガス状および蒸気状のＮＯ_{１、５＋Ｘ}化合物と塩化第二鉄エアロゾルとの混合は、そこで行うことができ、好ましくは、一例として図８に示されるガスジェット真空ポンプ１５により支援される。ガス状および蒸気状の反応物５２、５４と硝酸第二鉄および塩化第二鉄のエアロゾルとの混合も、図９に一例が示されている静止型混合デバイス２１によって促進することができる。

【0165】

図１０では、おそらくは過剰な完成形として示されているフロー図が、デバイス１００の夥しい数の上述の構成部分を合わせて図示している。この図はゆえに過剰な完成形と称されているが、なぜなら、デバイス１００の全ての構成成分を同時に稼働させることができるとはいえ、この配置が本発明の実行には必要ではないためである。むしろ、図１０は、第１の前駆体５２と第２の前駆体５４とを同時に生じるためのいくつかのオプションを図説している。

【0166】

全ての参照符号が前掲の図１から図９と同様に用いられているため、前掲の記載も図１０（および以降の図）に関して採用することができる。第１の前駆体５２は、蒸気発生器１を用いて、例えば空気およびＨＮＯ_３を供給して硝酸塩生成流を生じることによって、生成することができる。さらに、またはあるいは、第１の前駆体５２はまた、プラズマ反応器などの反応器５によって生成することもできる。さらに、第１の前駆体はまた、噴霧化システム１３によって、例えば硝酸第二鉄エアロゾルを第１の前駆体５２として生じることによって提供することもできる。

【0167】

第２の前駆体５４は、例えば上記のように硝酸および空気を供給することによって、蒸気発生器に提供することができる。さらに、またはあるいは、第２の前駆体５４は、鉄の塩素化２３によって、または噴霧化システム１３によっても、昇華器８に提供することができる。図１０に示されるガスジェット真空ポンプ１５に代えてまたは加えて、静止型ミキサ２１（図９を参照）も使用することができる。

【0168】

図１０ａを参照すると、おそらくは過剰な完成形として記載された本発明の実施形態のさらに別のフロー図が示されている。第２の貯蔵容器１２ａは、第２の給送１４ａにより満たすことができ、例えば、噴霧化システム１３ａへの給送として役割を果たす。様々な低沸点の開始物質、例えばＴｉＣｌ_４、ＳｉＣｌ_４、Ｆｅ（ＣＯ）_５は、個別に、または混合物での塩化物として、第１の前駆体５２と第２の前駆体５４のどちらかをさらに別のコースに提供するために、または昇華器８内などの他のプロセス内で改変もしくは提供するための搬送ガス１１として、ここで使用することができる。そのため、噴霧化システム１３ａにより提供されるミスト５２、５４は、直接的に反応チャンバ４０に給送することができる。例えば、給送ライン６４中で加熱デバイス６２を蒸気化のために用いて、上述の低沸点の開始物質を、個別に、または蒸気として混合物で、反応チャンバ内に導入することができる。

【0169】

例えば、開始物質１１、具体的にはＴｉＣｌ_４蒸気またはＳｉＣｌ_４蒸気またはＳｉＣｌ_４－ＴｉＣｌ_４混合蒸気は、噴霧化システム１３ａから昇華器８にて液体として提供することができる。比較的低い沸点（ＳｉＣｌ_４は５３℃、ＴｉＣｌ_４は１３６℃）に起因して、チタンおよびケイ素の塩化物は、不活性ガス１１の代わりに昇華器８内に液体混合物または搬送ガス混合物として給送することができる。昇華器８において、上記塩化物は、既に塩化第二鉄床８５の下で蒸発し、搬送ガス１１の代わりに昇華器８中で作用することができる。

【0170】

四塩化チタン、四塩化ケイ素、塩化第二鉄、および三塩化アルミニウムの液体混合物は、チタンの生産のためのクロルプロセスにおいて、チタン鉄鉱石およびルチル鉱石の炭素塩素化の間に、比較的安価な中間生成物として生産される。蒸留およびマグネシウムまたはナトリウム金属との反応など、純粋なチタンを生産するために必要な錯体の精製プロセスは、この生産の初期段階ではまだ使われないために、安価である。

【0171】

別の任意選択的な鉄含有化合物を、ペンタカルボニル鉄（Ｆｅ（ＣＯ）_５）により形成することができる。これは、容易に蒸気化可能な化合物（Ｋ_ｐ１０５℃）であり、蒸気相で、または大気中のエアロゾル雲で、ナノ粒子の鉄酸化物に分解するという有利な性質を有する。これらの酸化鉄粒子は、次いで、凝縮核として、および塩化物、硝酸塩、およびチタン酸化物の活性化物質として、およびそれゆえに前述および後述のエアロゾル２０の生産のために本明細書に提示されたプロセスに適した成分として、有効となる。しかし、Ｆｅ（ＣＯ）_５の生産条件は、現時点では簡単ではない。

【0172】

図１に既に示された図１０の「部分図」に加えて―すなわち、デバイス１１について個別の構成部分のみを使用して―図１１に示される動作も可能である。ここでは、蒸気発生器１および噴霧化システム１３が使用される。このバリアントは、示されたガスジェット真空ポンプ１５に代えてまたは加えて、静止型ミキサ２１も有することができる（図９を参照）。

【0173】

図１２は、噴霧化システム１３にて第１の前駆体５２と第２の前駆体５４との両方を提供することができる、デバイス１００のバリアントを示す。そこでは、例えば、液体の硝酸第二鉄溶液と液体の塩化第二鉄溶液との両方が給送１４に供給され、合わせて噴霧化される。

【0174】

図１３は、混合前駆体５２、５４を提供するための噴霧化システム１３により気候活性のエアロゾル２０を生産するための、本発明の比較的コンパクトな実施形態を示しており、混合前駆体５２、５４は、既に予め混合されてから、反応チャンバ４０内に導入される。混合前駆体５２、５４を予め混合することは、第１の硝酸塩含有液体開始物質を好ましくは水溶液として、および第２の塩化物含有液体開始物質を好ましくは水溶液として、混合して入口に提供し、合わせて給送タンク３２内に導入することで実現することができる。混合物５２、５４は、次いで共にポンプに給送され、蒸発器１３によって１つまたは複数のノズルを介して直接的に反応チャンバ４０内に霧化される。この場合では、同様に、第１の前駆体５２および第２の前駆体５４が反応チャンバ４０内に結果的に導入される。

【0175】

このシステムの別の部分では、追加の硫黄燃焼２６を硫黄燃焼炉２５で行って硫黄ガスを提供することができ、この硫黄ガスは、搬送ガス発生器１６から提供されるガス、例えば空気などと合わせて、反応性の搬送ガス５６を形成する。液体硫黄２７および燃焼空気２８は、硫黄燃焼炉２５内に給送することができる。例えば、硫黄燃焼炉２５および搬送ガス発生器１６の機能は、海洋ディーゼル駆動によって完全に実現することができる。

【0176】

図１４を参照すると、様々な設置状況を表すために、船がエアロゾル放出器として示されている。船のエンジン１６ａは、硫黄を含有する重燃料油などの燃料１６ｂによって稼働する搬送ガス発生器として使用される。排ガス５７は、煙突４１に設けられた反応チャンバ４０に搬送ガスとして給送される。システム１００の構成部分の一部は、例えば図１から図１３に示されるように、デバイス１００の機器室１０２に配置することができる。実施形態に応じて、空気供給１０６は、例えば第１の前駆体を調製するべく、酸素および／または窒素を受け取るために提供され得る。水供給１０７は、第２の前駆体５４を調製するべく、例えば海塩から、塩素または塩化物を受け取るために提供され得る。貯蔵庫または前駆体チャンバ１０８は、第１のおよび／または第２の前駆体５２、５４をｆｏｒ生成するべく、例えば粒状の鉄またはチタンまたはアルミニウムなどの金属材料１１０を機器チャンバ１０２内に供給するために、設けられ、供給ライン１０９を介して機器チャンバ１０２に接続される。第１の前駆体５２は供給ライン１０４によって、第２の前駆体５４は供給ライン１０５によって、反応チャンバ４０に供給される。

【0177】

図１４に示されるデバイス１００は、排ガス処理システム１０１でもある。なぜなら、本明細書に提示されるエアロゾル２０を形成するために硫黄および／もしくはＮＯ_ｘなどの汚染物質を排ガスから除去できるように、または気候活性エアロゾル２０の生成に際して硫黄および／もしくはＮＯ_ｘをｐＨモデレータおよび／もしくは前駆体として関与させるように、排ガス処理が、例えば反応チャンバ４０内で行われるためである。デバイスの構成に応じて、前駆体５２、５４から特許請求の範囲に記載のエアロゾル２０への転換は、反応チャンバを離れた後に、放出されたエアロゾル雲２０中で継続することができる。

【0178】

図１５は、塩化鉄（ＩＩＩ）の昇華温度を最大１５０℃に下げるための、および直径＜０．１のエアロゾル粒子の割合を増加させるために塩化鉄（ＩＩＩ）蒸気流とガスジェットとの混合を向上させるための、デバイスおよび方法を記載する。デバイス構成部分は、当業者が認識するものとなるように、デバイス１００の前述の構成部分と互換的であり得る。

【0179】

固体の無水塩化第二鉄結晶性材８３または塩化アルミニウム混合物結晶性材８３は、閉鎖された貯蔵容器８２から昇華器８の昇華チャンバ８１内に搬送され、搬送板８４―好ましくは平らなまたは円筒状のガス浸透性搬送板８４―上に堆積される。昇華チャンバ８１では、塩化第二鉄蒸気５４と搬送ガス１１、ここでは好ましくは不活性の搬送ガス１１との混合物が、固体の無水塩化第二鉄結晶材８３の機械移動床から生成され、ガスジェット真空ポンプ１５内に導入される。さらに、プラズマ反応器５で生産されたガス状のＮＯ_ｘ５２が、ガスジェット真空ポンプ１５内に導入される。次いで、この混合物は、搬送ガス５６からのガスジェットにより生成されたガスと、反応チャンバ４０内でさらに混合され、その結果、ＮＯ_ｘ－塩化鉄（ＩＩＩ）エアロゾルプルーム２０が生じる。大気中の酸化剤との化学反応により、メタン分解に特に有効な「活性化された王水」エアロゾルプルームが生じる。

【0180】

塩化第二鉄蒸気５４と、ＮＯ_ｘ蒸気５２および空気または煙道ガス５６との混合を向上させることにより、より小さな粒子を含有するエアロゾルプルーム２０が生じる。前駆体ｓ５２、５４と搬送ガス５６との混合は、塩化鉄（ＩＩＩ）蒸気５４とＮＯ_ｘ蒸気５２とガスジェット５６とが互いに最初に出会う地点のすぐ下流にある狭窄部４２に対し、塩化鉄（ＩＩＩ）放出管または立て管または排出４１の直径を低減することによって向上させることができる。放出管４１は、狭窄部４２に向かって徐々に狭くなっており、放出口管の直径の約１／３となるか、またはガスジェットがガスジェット発生器１６を離れて放出管４１内に入った後の搬送ガス発生器１６の出口３８の直径の最大で３倍から２０倍となる。そのため、エアロゾル放出管４１を通るガスジェットの移動は、ジェット真空ポンプ１５として機能する。この配置により乱流の混合の向上を達成することによって、生成されるエアロゾルプルーム２０中の＜１μｍの塩化鉄（ＩＩＩ）エアロゾル粒子の割合も増加する。

【0181】

放出管４１を通るジェットガスの移動はまた、放出管４１内への塩化鉄（ＩＩＩ）蒸気３８の進入を介して、昇華チャンバ８１内の圧力を低減する。低減された圧力により、塩化鉄（ＩＩＩ）床８の昇華速度が増加する。これにより、昇華床８の昇華温度は最大５０℃に低減され、設計および特定の幾何学的配置に応じてさらに低減される可能性がある。

【0182】

昇華を促進する昇華チャンバ８１における搬送ガスの速度によって誘導される鉄（ＩＩＩ）塩化物床８５の動きに代えて、撹拌、振盪、振動、またはそれらの組合せにより鉄（ＩＩＩ）塩化物床８の動きを機械的に誘導することによって、無水鉄（ＩＩＩ）塩化物片８３の昇華速度が増強されてもよい。この昇華速度は、昇華床８５でのガラスまたはセラミックビーズなどの硬い磨砕粒子を用いた磨砕によって、さらに向上させることもでき、ゆえに昇華床８５は、「移動昇華床」とも呼ぶことができる。

【0183】

昇華温度および昇華圧力が低いほど、副産物の量および必要な搬送ガスのスループットが低減される。ガスジェット真空ポンプ１５により可能となる昇華温度が低いほど、塩化第二鉄から塩化第一鉄および塩素への熱分解、または任意の水もしくは酸素の含量からの酸素含有鉄化合物の形成により、望ましくない沈降が昇華プロセスの間に昇華床８に起こり得るという望ましくない副反応が低減される。温度がより低いこと、および塩化鉄（ＩＩＩ）蒸気をガスジェット５６と混合するための「コンテナ」としてジェット真空ポンプ１５を使用することにより、より少ない量の搬送ガスを使用して昇華床８からの塩化鉄（ＩＩＩ）蒸気を除去することが可能になる。

【0184】

特に有利な方法では、下記の４つの特徴を組み合わせて使用し、昇華温度の低減、搬送ガス流速度の低減と、ミクロン未満サイズのエアロゾル粒子／液滴の割合の増加との両方を可能にすることができる。
Ｉ）昇華チャンバ８１中の圧力を低減する。２００ｍｂａｒ未満の圧力レベルが達成され得、好適である。
ＩＩ）昇華チャンバ８１中での昇華プロセスの間、塩化鉄（ＩＩＩ）床８５を、例えば振盪、振動、磨砕、もしくは撹拌、またはそれらの組合せによって揺動する。
ＩＩＩ）チャンバ８１にて昇華プロセスの間、床８５内で無水塩化鉄（ＩＩＩ）粒子を粉砕する。昇華している塩化鉄（ＩＩＩ）床８５を振盪、振動、または撹拌するなどの上述の揺動方法は、この粉砕を引き起こすのに充分である。
ＩＶ）ガスジェット真空ポンプ１５として機能する放出管４１中で、塩化鉄（ＩＩＩ）蒸気５４を空気ジェット５６および／またはタービンジェットエンジン１６の煙道ガスジェットと混合することによって、塩化鉄（ＩＩＩ）をエアロゾルプルーム（１）として形成する。

【0185】

これらの４つの新機軸は、下記のように塩化鉄（ＩＩＩ）プルームを生じるようにさらに向上され得る。好ましくは予め加熱された搬送ガス１１または不活性の搬送ガス１１が、昇華チャンバ８１内の、移動昇華床８５を保持するガス浸透性搬送板８４の下に給送される。この板は、加熱デバイス９により別途加熱される昇華チャンバ８１の内部に位置する。選択された搬送ガス１１は、選択された昇華温度で本質的に不活性の搬送ガスである。この目的のために好適な搬送ガス１１は、１５０℃と２２０℃との間の温度でガス状の塩化第二鉄と化学的に反応しない不活性ガスである。これらは例えば、ＣＯ_２、Ｎ_２であり、最も低い昇華温度では乾燥空気でもある。昇華している塩化鉄（ＩＩＩ）床８５を通じて流れる際に、搬送ガスは、昇華された塩化鉄（ＩＩＩ）蒸気と自然に混和し、それをジェット真空ポンプ１５の流入点に移送する。

【0186】

ミクロン未満の凝縮核の形成と、ジェットポンプ１５の乱流の混合の向上によって、ミクロン未満の塩化鉄（ＩＩＩ）エアロゾル粒子を生成することができる。熱い搬送ガス１１と塩化鉄（ＩＩＩ）蒸気５４との混合物が、放出立て管４１内でガスジェット５６により誘導された陰圧によって、昇華チャンバ８１内の塩化鉄（ＩＩＩ）床８５から引き出され、３６で放出立て管４１内へ引き込まれる。放出立て管４１内で塩化鉄（ＩＩＩ）蒸気と湿ったガスジェットとが強く乱流混合する間、加水分解された塩化鉄（ＩＩＩ）の主な粒子径＜０．１μｍの液滴および／または固体粒子（以下、単に「粒子」と称する）が加水分解反応により豊富に形成される。これらの粒子は、次いで、残りの塩化鉄（ＩＩＩ）蒸気をさらに化学的および／または物理的に凝縮させるための凝縮核として役割を果たす。

【0187】

副反応における酸化鉄（ＩＩＩ）もしくは水酸化鉄（ＩＩＩ）の沈降、または塩化鉄（ＩＩ）の沈降さえ、および／または固体塩化鉄（ＩＩＩ）の凝縮が、表面のスケーリングおよびコーティングに問題となる一方で、これらの現象は、塩化鉄（ＩＩＩ）蒸気と送風ガスとの混合の間または後に重要である。これはなぜなら、これらの物質は全て、送風ガス中で速やかに水蒸気と化学的に反応し、上述のナノ粒子を生じるためである。これらのナノ粒子は、残りの塩化鉄（ＩＩＩ）蒸気を物理的に凝縮させるための凝縮核として役割を果たす。立て管４１における塩化第二鉄蒸気とジェットガスとの乱流での急速な混合は、最終的な凝縮プロセスが可能な限り大きな割合の微小ナノ粒子状エアロゾル粒子を排出プルーム２０中に確実に生じるようにするために、極めて重要である。

【0188】

放出立て管４１の直径が狭窄部４２に向かって徐々に低減し、それにより真空ポンプ１５の稼働を確立することの効果は、ガスジェットの真空混合の原理を与える。ガスジェットを５０％未満の湿気と共に用いる際に、放出された塩化鉄（ＩＩＩ）エアロゾルプルーム２０中の生成された塩化鉄（ＩＩＩ）エアロゾル粒子の大部分は、確実に直径＜０．１μｍを有することができる。供給源材を粉砕することにより、昇華して蒸気となる固体塩化第二鉄の割合をさらに高くすることが可能になる。

【0189】

本発明のコンテキストでは、昇華温度＜２００℃でさえ、給送材の表面に塩化鉄（ＩＩＩ）および／または酸化鉄（ＩＩＩ）によるコーティングがいくらか発生し得ることが見出された。この望ましくない効果はまた、昇華して純粋な塩化第二鉄蒸気５４となる無水塩化第二鉄給送材の量を低減する。この問題は、上記の処置ＩＩＩ）、すなわち、揺動されている塩化第二鉄床８５に磨砕媒体８６を添加することによって軽減することができる。好適な磨砕媒体８６はガラスビーズである。セラミックビーズも用いることができる。好適なビーズ直径は、１ｍｍと１０ｍｍとの間である。図１４では、磨砕媒体８６は、昇華床８５中に円として示されている。

【0190】

前掲の考え方によれば、ガスジェットは、鉄（ＩＩＩ）塩化物エアロゾルプルーム２０を生成するためのみに使用される。本発明のコンテキストにて認識されるように、狭窄部４２に向かってテーパ状となっている煙突４１の直径を通るガスジェットの移動によって、およびそれゆえにガスジェット真空ポンプ１５を導入することによって引き起こされた圧力低下により、収率が向上され得る。さらに、狭窄部４２または真空ポンプ１５によって引き起こされる混合の向上により、エアロゾル粒子がより小さくなる。昇華チャンバ８１中の圧力低下によって、上述の固体副産物をより少なく含む塩化鉄（ＩＩＩ）蒸気を生成することが可能となり、放出立て管４１中の塩化鉄（ＩＩＩ）蒸気とジェットガス５６との混合の向上によって、＜０．１μｍの塩化鉄（ＩＩＩ）を含有するエアロゾル粒子の割合の増加した塩化鉄（ＩＩＩ）プルーム２０が結果として生じる。

【0191】

適する可能性のあるガスジェット生成システム１６は、通気、空気圧縮に、ならびにプロペラおよびジェットエンジンに使用されるものであり得る。スチームボイラーも、圧縮された熱い水蒸気を生成するために使用することができる。生成されたエアロゾルプルーム２０中に１時間当たり最大で０．５ｔから１ｔの塩化第二鉄含量を生産する能力のために好適なガスジェット発生器１６は、ファンおよび空気コンプレッサである。１時間当たり＞１トンの塩化第二鉄を含むより大きな放出プルーム２０を送り出すための大量の推進剤ガスを生成するために、ガスジェット５６が、例えばタービンジェットエンジンによって生成される。このタービンジェットエンジンは、好ましくは垂直に配置され（図１４に概略的に示されるように）、それによって、排ガスジェット５６が、放出立て管４１内に吹き込み、ゆえにジェット真空ポンプ１５の原理による圧力低下の生成にも貢献する。大容量の塩化鉄（ＩＩＩ）エアロゾル２０の生産は、２つ以上のジェット真空ポンプ１５を用いることによって達成することができる。

【0192】

システム内の冷たい表面に塩化第二鉄固体の沈降（凝縮）による望まないコーティングが起こるのを防止するために、これらの表面８７は、加熱されてもよい、および／またはシステムを通って流れるガス５４により加熱できるように断熱材で被覆されてもよい。昇華チャンバの温度よりも熱い表面は、冷却される、ならびに／または塩化第二鉄蒸気の化学変換生成物、例えば固体塩化第一鉄および／もしくは酸化第二鉄などにより被覆されるのを防ぐために断熱される。後者は、例えば、ガスジェットがタービンジェットエンジンにより生成される場合に可能である。両方のタイプの表面が、表面８７を表す２本の平行線により、図１に示されている。

【0193】

換言すれば、ガスジェット真空ポンプ１５のジェットポンプ真空下で昇華プロセスを行うこと、およびそれゆえに昇華温度を１００℃から２３０℃、好ましくは１５０℃から２１０℃の範囲に置くことは有利である。このことは、ジェットポンプ真空を用いることによって補助昇華剤としての不活性ガス１１の消費を低減できるという、経済的な利点も有する。プラント１００にて大気中に適切な鉄－「活性化された王水」エアロゾル雲２０を生産するために、一例として、１時間当たり最大で１トン超の塩化第二鉄エアロゾル蒸気を生産し放出することができる。この目的に適したガスジェット真空ポンプ１５の様々な実施形態は、本記載に既に説明されている。

【0194】

放出立て管４１を離れた後、「活性化された王水」エアロゾルプルームは、選択された領域で広く行き渡っている風と降水のパターンに応じて、対流圏に、例えば海洋の上に、数日から数週間にわたって留まる。太陽が照らすと、塩化第二鉄エアロゾルプルーム２０の粒子は、対流圏で温室ガスであるメタンおよびオゾンを低減することのできる光化学反応を行う。この粒子はまた、新しい雲の形成と既存の雲の増光との両方を通じてアルベドを増加させることによって、直接的な冷却をもたらす。Ｏｅｓｔｅ ｅｔ ａｌ（２０１７）を参照されたい。

【0195】

塩化第二鉄エアロゾル粒子が、大気から雨下するか、またはその他海表に降りるかのどちらかの後に、加水分解されてコロイドの鉄水酸化物となる。鉄は必要ではあるが深海では高度に枯渇した微量栄養素であるため、この鉄含有コロイドは、これらの鉄に乏しい海で生存するように非常によく適応した有光層（ＰＺ）植物プランクトンによってほぼ完全にかつ迅速に捕捉されて消費される。

【0196】

したがって、ＰＺにおける植物プランクトンの生産は、ＩＳＡポンプによる給送後に即時に増加する。このことは、海洋の単位面積当たりの大気からのＣＯ_２吸収率を増加させるための、海表での状態を作り出す。

【0197】

全体的には、様々な形態のエアロゾルは、メタン分解を達成するだけではない。なぜなら、この混合エアロゾルは、深海帯の海表の有光層の植物プランクトンが鉄および窒素の不足を被る環境に、最も有効であるためである。特許請求の範囲に記載のエアロゾルが降水を介して海洋に進入するとすぐに、植物プランクトンが異常発生し、大気からＣＯ_２を除去し、そのＤＭＳ生産（「海の匂い」、ＤＭＳ＝硫化ジメチル）の増加を介して、ＤＭＳの酸化生成物として硫酸塩およびスルホン酸のエアロゾルから凝縮核形成を通じて確実に雲を形成するようにする。そのため、特許請求の範囲に記載の物質は、気候影響性温室ガスの分解（ＣＨ_４、ＶＯＣ、煤煙および煙の粒子、ＣＯ_２、ならびに対流圏のＯ_３）を引き起こすだけでなく、雲の形成と、海表および海洋上の低位の対流圏でのアルベドの増加による植物プランクトンの増殖による海表の光の着色とを介して、対流圏の冷却も行う。

【0198】

大気中の標的化メタン分解に加えて、本発明によるプロセスを適用するための好適な分野はまた、エアロゾルを用いて露化のプロセスを止めるかまたは少なくとも低減するために、例えばどんな所で氷表面の温度が夏季に氷点を超えて上がろうとも、グリーンランドおよびパタゴニア、ならびに可能性として南極大陸の氷河氷表面などの地球の表面の反射率を増加させることである。これらの氷表面は、藻類および苔類の形成に起因して、特に解凍期の間に黒ずむ傾向がある。北極の永久海氷域も、使用したエアロゾルによってアルベドの増加を引き起こすのに適している。これは、風力タービンを追加的に使用することにより、本発明によるプロセスバリアントを用いて改善することができ、ここでは風力タービンは、蒸発もしくは昇華のためのエネルギー供給器として、または空気を前駆体に変換するためのプラズマ反応器および／もしくは電解槽を稼働させるためのエネルギーを供給するためのエネルギー供給器として、使用することができる。この目的のために使用されるそれぞれの風力タービンは、液体または蒸気状の塩化物をエアロゾルに噴霧化するためのエネルギーも供給する。すると、例えば、チタン含有加水分解物を含有する特許請求の範囲に記載の特に白い「王水」エアロゾルにより、氷河氷が白くなるか、または白い地霧と、可能性として白い雲とが形成されることによって、アルベドの増加が誘発され、そして同時に、メタンの分解が誘発される。

【0199】

１年の晴朗な半分の期間で広範囲の氷表面に降水が少ないこと、および氷表面の中央から端へ吹くカタバ風が広く行き渡っていることが特に役立つ。この風は、加圧されたエアロゾルを拾って、例えばグリーンランドのように沿岸まで運び、必要に応じて堆積させる。カタバ風は、温暖な海洋に出会うところで、温まり、蒸発した水を拾い上げて、雲を形成する。これらの雲は、チタン加水分解物の凝縮核の含量に起因して、特に強く白くなっているという特徴がある。

【0200】

氷表面を効果的に白くするために、迅速に沈むエアロゾル粒子を高含量で含むエアロゾルを提供するのは理に適っている。図１６および図１７を参照すると、これは例えば、例えば、四塩化チタンまたは海水または硝酸塩および塩化物を含有する水溶液など、液体前駆体５２、５４を噴霧化することによって達成することができる。最も微細な粒子を分離するための複雑なフィルタリングプロセスを避けるために、この効果のための比較的粗いノズル内径、例えばノズル内径０．１ｍｍ、例えば±３０μｍを有するノズル１６６、１７６を使用することが有利である。この目的のために、直径５μｍ未満の液滴サイズが、バッフル要素としての固体表面上で充分な液滴衝突速度により達成できた後に、バッフル板１７５上で液滴衝突の原理による噴霧化を行うことができる。霧化ノズルから発出した液体ジェットを液滴ジェットに分割するために、２つの選択肢が好ましくは用いられる。

【0201】

ａ）霧化される液体がここからノズルに入るチャンバ１７９が、超音波周波数で振動する膜によって超音波処理される。液体で満たされたチャンバ内に生じた圧力変動により、霧化される液体の発出ジェットが小さな液滴に分解する。

【0202】

ｂ）ノズル１６６、１７６から発出する霧化される液体ジェットは、ノズル１６６、１７６と衝突面１７５との間を充分な高速で通過する多孔板１７４によって液滴に分割される。そのような衝突面１７５と多孔板１７４とを有するエアロゾル発生器は、図１７に概略的にかつ一例として示されている。

【0203】

図１６を参照すると、回転式分配器１６０の一実施形態が示されており、この分配器は、静止型給送部１６１と、そこにカップリング要素１６２を介して接続された回転部１６４と、回転部１６４に搭載されたスター分配器１６５とを有する。回転軸１６８の周りを回転する部分１６４は、シーリング要素１６３によって、カップリング要素１６２の領域で、カップリング要素１６２および／または静止部１６１から遮断される。シーリング要素１６３は、例えば、液体パラフィンシールとして設計することができる。スター分配器１６５は、好ましくは、それぞれが出口１６６を有する３個から７個のスターアーム１６７を有し、例えば、電動モータまたは風力タービンによって駆動することができる。例えば、回転式分配器１６０は、改良型風力タービンの一体型部分として設計することもでき、改良型風力タービンは、例えば、ダリウスロータ、サボニウスロータ、またはフレットナ－ロータなど、回転の垂直軸を有するもの（ＶＡＷＴ、垂直軸風力タービン）であり、それによってスター分配器１６５は、対応して空気力学的に成形されて、ロータブレードを形成するか、または風力タービンの補助部として回転する。これは、風力タービンとして設計された上記の回転式分配器１６０を用いてエアロゾルを生産するために、電気またはエネルギーが外部から供給される必要はもはやなく、代わりに、風がやって来ると風力駆動回転が開始して電気を生成し、その結果、エアロゾル２０を生産、提供、および分配することができるように、設計することができる。この例において風がある時のみにそれが行われるという事実は、全く不利であるとは言い切れず、エアロゾル２０が次いで風により分配されることからむしろ利点である。スターアーム１６７の流体は、回転する回転式分配器１６０の回転によって出口１６６から吐出される。続いて、遠心ポンプの様式で、回転式分配器１６０の上部で圧力の低減が発生し、それによって、さらに流体を、供給パイプ１６１、１６４からスター分配器１６５内に給送することができる。これによって、回転式分配器１６０によるエアロゾル２０の分配は、提供されるべきエネルギー（電気）の供給がなくても、設計に応じて、稼働中に維持される。

【0204】

図１７を参照すると、図１６の実施形態とは対照的に、垂直部１７７が連続性を以て設計されており、例えば、回転可能に基部に据え付けられている（図示せず）。噴出される流体は、下記にさらに詳細に説明されるように、出口１７６の後に霧化器１７４に送り出されて、次いでバッフル要素１７５によって極めて微細に霧化される。図１７も改良型風力タービン１８５を示しているが、この場合では、回転式分配器１７０と組み合わされたロータブレード１８１を有するダリウスロータとして設計されている。回転式分配器１７０は、改良型風力タービン１８５より駆動されて、その回転と共に回転する。垂直風力タービン１８５の単純な設計により、混合時間中に最初は依然として腐食性の高い可能性のあるエアロゾル２０から、またはその噴出した前駆体５２、５４から、使用される構成部分をより良く保護するか、または腐食の影響を受けないようにすることが可能になる。

【0205】

図１６および図１７の例では、円板として形成された出口１６６、１７６の間の空間が、流体チャンバ１６９、１７９として使用され、２枚のディスクの間の円周縁にある開口１６６、１７６は、好ましくは２つ以上のノズル開口１６６、１７６を除いて、円筒状のパイプ部分によって閉じられている。このように設計された円筒状チャンバ１６９、１７９には、軸方向に取り付けられたパイプを介して、霧化される流体が好ましくは液体の形態で供給される。ノズル１６６、１７６を通じて液体を噴霧化させるためにチャンバの周縁で必要な圧力は、例えば電動モータドライブを用いて、チャンバ１６９、１７９を回転させることによって、遠心力により達成される。また、遠心力の効果を用いることで、ノズル１６６、１７６から噴出された流体は、吸引されて、図示の場合では貯蔵容器１５９または垂直供給ライン部１６１、１６４、１７１からの取り付けられたかつ回転する管により置換される。

【0206】

ノズルから噴出される流体と図１７に示される衝突面１７４との間で必要な相対速度を達成するために、回転するノズルチャンバと同一のロータ軸位置にあるが反対方向に回転するモータ駆動ロータによって衝突面１７４が動作するという回転の原理も使用される。可能な限り高い割合の、または全ての割合でさえある、液滴ジェットに分割される液体ジェットが、衝突付与要素１７４の表面に到達して、そこで極めて微細な液滴に霧化されるように、上記の衝突面が配置される。したがって、液体ジェットを液滴に分割するための多孔板１７３も、衝突面ｓ１７４とノズルジェット出口１７６との間でロータに固定される。

【0207】

「王水」エアロゾルを使用するための殆どの適用では、塩素原子の形成のための不均一反応と、ガス相と凝縮相との間の物質移動とを最適化するために、可能な限り微細なエアロゾル２０を生じることに焦点が当てられている。可能な限り微細に分割された粒子は、物質移動面を最大にすることから有利である。これらの粒子は、好ましくは、化学的凝縮プロセスおよび物理的凝縮プロセスによって、例えば加水分解プロセスおよび酸化プロセスを介して生じる。そのため、「王水」エアロゾル２０の前駆体５２、５４としてガスおよび蒸気を、好ましくはＨＣｌ、ＳｉＣｌ_４、ＴｉＣｌ_４、ＦｅＣｌ_３、ＡｌＣｌ_３、ＨＮＯ_３、ＮＯ_２、Ｎ_２Ｏ_５を使用することが好ましい。

【0208】

図１６に示されるエアロゾル発生器１６０は、この目的のための好適な選択である。これらは単純かつ堅牢な設計を特徴とする。また、これらは、迅速に沈積する「王水」エアロゾル２０を生じるために使用することができる。遠心分離の原理と、陰圧を作り出すことによるベンチュリ効果もまた、ガス状および蒸気状の前駆体５２、５４に用いる搬送および放出デバイスとして使用される。双方の原理は、２つまたは好ましくは複数のスター形状管１６７によって実現され、スター形状管１６７は、自身の軸方向に配置された中央管１６１、１６４と水力学的に連通し、このスター形状管を通して、遠心分離または抽出されたガスおよび／または蒸気が置換される。各貯蔵容器１５９または中央パイプ１６１、１６４内の生産設備から回転するスター管１６５まで、ＮＯ_ｘおよび塩化物を含有する両前駆体タイプ５２、５４のガス状および／または蒸気状の成分を給送しつつ放出することによって、「王水」エアロゾル２０の形成は、放出された前駆体の雲に完全にシフトされる。

【0209】

放出されたガスおよび／または蒸気に由来する「王水」エアロゾル雲２０中で形成されたエアロゾル粒子のサイズは、前駆体のガスおよび蒸気の元の濃度にも依存する。すなわち、より大きなエアロゾル粒子は、最初に形成された粒子の凝結が増加することから高濃度から形成され、低濃度では、少ない凝結プロセスに起因してより小さなエアロゾル粒子が形成される。この場合、前駆体ガス濃度は、回転スター管１６５の円周速度または単位時間当たりの回転数による影響を容易に受け得る。すなわち、円周速度が大きいほど、噴出されるガスの質量が大きくなり、ゆえにエアロゾル粒子のサイズも大きくなる。したがって、エアロゾル粒子のサイズもここでは影響を受け得る。

【0210】

さらに別の実施形態では、回転スター管１６５、１７５の代わりに、２枚の円板の間の回転平坦チャンバが、ガスおよび蒸気の送達のための同じ機能を実現することができ、その開口は、好ましくは流体混合物を放出するための２つ以上の開口を含む円筒状の管部分によって、２枚のディスクの間の円周縁で閉じられている。このように設計された円筒状チャンバには、軸方向に取り付けられた管を介して噴霧化される流体が同様に供給される。

【0211】

塩化物を含有する供給源材から専ら生じる前駆体エアロゾルｓ５２、５４から「王水」エアロゾル２０を生じるために、例えば四塩化チタンの、記載された液体塩化物回転噴霧化デバイス１６０、１７０を、硝酸塩または硝酸を形成するガスの記載されたガスおよび／または蒸気回転放出デバイスと共に提供することも可能であり、それにより、両方の放出源はよく混合された放出雲を形成し、その中で「王水」エアロゾル２０は独立して形成される。好ましくは、これは、液体相およびガス相からのエアロゾルに用いる２つの回転する放出デバイスの回転軸が概ね一列とされ、それゆえに、回転ディスク形状のチャンバが少し距離をおいて、例えば数センチメートルをおいて互いに平行に配置されるように行われる。

【0212】

風力タービンは、大部分が平坦な氷河氷領域でプラットフォーム上に設けることもできる。均一なカタバ風が沿岸に向かって流れるため、そして、「王水」エアロゾル雲２０の生産のための記載された器具の搬送器として塔のような構成であるため、風力タービンはそこでは特に適している。さらに、生成された電気は、「王水」エアロゾル生産の様々なニーズに使用することができる。

【0213】

上述の実施形態は例として理解されるべきであり、本発明はこれらに限定されないが、特許請求の範囲の保護の範囲を逸脱することなく数多くの方法で変更できることが、当業者に明らかである。さらに、特徴は、明細書、特許請求の範囲、図面、またはその他に開示されるか否かとは無関係であり、他の特徴と一緒に記載されていても本発明の必須の構成要素を個別に定義するものでもあることが明らかである。全ての図において、同じ参照符号は同じ対象を表し、それゆえに、１つの図のみで言及されるか、または少なくとも全ての図に関して言及されない場合がある対象の説明もまた、関連して記載に対象が明示的に説明されていないこれらの図に移すことができる。

【符号の説明】

【0214】

１：蒸気発生器（例えば、必要に応じて空気供給フリットを備えた、硝酸蒸気発生器または塩酸蒸気発生器）
２：蒸気発生器に用いる加熱デバイス
３：流入
４：空気供給
５：（プラズマ）反応器
６：供給ライン
７：空気供給
８：昇華器
９：昇華器の加熱デバイス
１０：給送、例えば、無水塩化第二鉄および／または無水塩化第二鉄－塩化アルミニウム混合物の固体給送として
１１：搬送ガス
１２：貯蔵容器
１２ａ：第２の貯蔵容器
１３：噴霧化システム
１３ａ：第２の煙霧システム
１４：流入
１４ａ：第２の入口
１５：ガスジェット真空ポンプ
１６：搬送ガス発生器
１６ａ：海洋ディーゼル推進力
１６ｂ：燃料タンク（特に硫黄を含有する重燃料油用）
１７：搬送ガス発生器へのエネルギー供給
１８：空気供給
１９：出口
２０：エアロゾル、塩化物混合物エアロゾル
２１：静止型ミキサ
２２：金属ペレットを給送（固体給送）
２３：金属の塩素化
２４：塩素ガスの供給
２５：硫黄焼却炉
２６：硫黄エアロゾルバーナ
２７：燃焼用の液体硫黄の給送
２８：燃焼空気の供給
２９：ガスジェット真空ポンプ用の圧力ガス発生器
３０：加圧ガス発生器への空気供給
３１：ガスジェット真空ポンプ
３２：貯蔵容器
３３：流入
３６：第１のデバイスの出口
３７：第２のデバイスの出口
３８：搬送ガス発生器の出口
４０：反応チャンバ
４１：煙突または排出
４２：煙突または排出パイプの狭窄部
５２：第１の前駆体
５４：第２の前駆体
５６：搬送ガス
６２：加熱デバイス
６４：給送ライン
６６：バルブ
８１：昇華チャンバ
８２：貯蔵容器
８３：塩化第二鉄または塩化第二鉄－塩化アルミニウムの結晶
８４：搬送板
８５：昇華床
８６：磨砕媒体
８７：表面（加熱または断熱される）
１００：デバイス
１０１：排ガス処理システム
１０２：器材室
１０４：供給ライン
１０５：供給ライン
１０６：空気供給
１０７：水の入口
１０８：待機室
１０９：供給ライン
１１０：金属材料
１５９：リザーバ
１６０：回転式分配器
１６１：静止型供給パイプ
１６２：カップリング要素
１６３：シーリング要素
１６４：回転給送パイプ
１６５：スター分配器
１６６：出口
１６７：スターアーム
１６８：回転軸
１６９：リザーバ
１７０：回転式分配器
１７１：回転給送パイプ
１７２：霧発生器、例えば逆方向に回転する
１７３：霧化器または多孔板
１７４：衝突付与要素
１７５：スター分配器
１７６：出口
１７７：スターアーム
１７８：回転の軸
１７９：リザーバ
１８１：ロータブレード
１８５：改良型風力タービン

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図10a】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【手続補正書】

【提出日】2024-08-02

【手続補正1】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

【請求項1】

硝酸アニオンおよび／または窒素－酸素化合物と塩化物との質量比が、１部分の硝酸アニオンおよび／または窒素－酸素化合物対２００部分の塩化物から、最大１０部分の硝酸アニオンおよび／または窒素－酸素化合物対１部分の塩化物である、アニオン含有質量組成と、
３以下から－１以上の範囲のｐＨと
を有する、自己活性化型光活性エアロゾル（２０）。

【請求項2】

前記質量組成は、金属元素を、１部分の金属元素対１０００部分の前記アニオンから、最大１部分の金属元素対３部分のアニオンという質量比でさらに含み、
前記金属元素は、例えば、金属化合物の形態で構成され、ならびに／または
前記金属元素は、好ましくは第二鉄イオン、または、それぞれ、第二鉄カチオン、第一鉄イオンもしくは第一鉄カチオン、酸化第二鉄、水酸化第二鉄、酸化鉄（ＩＩＩ）水和物、マンガンカチオン、酸化マンガン（ＩＶ）、マンガンイオン、過マンガン酸イオン、チタン化合物、例えば二酸化チタン、四塩化チタンおよび／もしくは四塩化チタンの加水分解生成物などを含む、
請求項１に記載の自己活性化型光活性エアロゾル（２０）。

【請求項3】

前記質量組成は、前記窒素－酸素－化合物を金属－窒素－酸素－化合物の形態で含み、前記金属－窒素－酸素－化合物は、金属硝酸塩、金属亜硝酸塩、硝酸鉄、亜硝酸鉄、二酸化チタン、四塩化チタンの加水分解生成物、四塩化ケイ素、塩化アルミニウム、塩化鉄（ＩＩＩ）、硝酸、酸化生成物、および／またはＮＯ、ＮＯ_２、ＮＯ_３、Ｎ_２Ｏ_３、Ｎ_２Ｏ_４、Ｎ_２Ｏ_５、ＮＯＣｌ、ＮＯ_２Ｃｌ、ＮＯ_３Ｃｌの加水分解生成物の群からの少なくとも１種の物質を含む、
請求項１に記載の自己活性化型光活性エアロゾル（２０）。

【請求項4】

前記凝縮エアロゾル相における窒素－酸素化合物と前記塩化物との前記質量比は、０．５部対１００部から１０部対１部の間であり、ならびに／または
例えば前記エアロゾルの凝縮相において、窒素－酸素化合物部分は、少なくとも１つの硝酸塩部分および／もしくは少なくとも１つの硝酸部分に酸化および／もしくは加水分解され、ならびに／または
前記バルク組成物は、前記エアロゾルのｐＨが３以下から－１以上に調整されるような割合で硝酸を含む、
請求項３に記載の自己活性化型光活性エアロゾル（２０）。

【請求項5】

前記エアロゾルは、雲またはプルーム中に液滴または粒子を含み、および／または
前記化学的－物理的な反応の完了後に、前記質量組成は、前記凝縮相中で優勢な程度で大気中に存在し、すなわち、前記液滴または粒子は、前記質量組成中で優位を占めており、および／または
前記エアロゾルの放出後、前記化学的－物理的な変換の間、前記質量組成は、前記ガス相中に揮発性または蒸気状の成分として優勢な割合で部分的に存在する、
請求項１に記載の自己活性化型光活性エアロゾル（２０）。

【請求項6】

前記塩化物は、塩化物アニオンの形態で、および／または溶解状もしくはガス状の塩化化合物で存在し、および／または
前記塩化物は、前記元素塩素を塩化物アニオンの形態で、および／または原子状塩素、元素状塩素、塩化水素、塩化ニトロシル、塩化ニトリル、もしくは硝酸塩素からなる群からの少なくとも１種の前記溶解状もしくはガス状の状態で含む、
請求項１に記載の自己活性化型光活性エアロゾル （２０）。

【請求項7】

メタンおよび／またはガス状、蒸気状、もしくはエアロゾル形態の有機の温室効果性有機物質の分解のための、人工または自然の放射、例えば光など、好ましくは日光の作用下での、請求項１に記載の自己活性化型光活性エアロゾル（２０）の使用。

【請求項8】

好ましくはメタンおよび／またはガス状、蒸気状、もしくはエアロゾル形態の有機の温室効果性有機物質を分解するための、例えば請求項１項記載の自己活性化型光活性エアロゾル（２０）を生産する方法であって、
硝酸アニオンおよび／または窒素－酸素化合物を含む第１の前駆体（５２）を提供すること、
塩化物を含む第２の前駆体（５４）を提供すること、
前記第１の前駆体と前記第２の前駆体とを混合し、質量比を１部の硝酸アニオンおよび／または窒素－酸素化合物対２００部の塩化物から、最大１０部の硝酸アニオンおよび／または窒素－酸素化合物対１部の塩化物の範囲に調整して、塩化物混合物エアロゾル（２０）を生産すること、
ｐＨを３以下から－１以上の範囲に加減すること
を含む方法。

【請求項9】

前記塩化物混合物エアロゾル（２０）は、カチオン、分子、酸化物、水酸化物、粒子、ならびに／または鉄および／もしくはチタンなど化学結合された元素の形態で金属化合物をさらに含み、前記金属化合物は、塩化第一鉄、塩化第二鉄、硝酸第一鉄、硝酸第二鉄、塩化第二鉄もしくは硝酸第二鉄の第二鉄加水分解物、ペンタカルボニル鉄、四塩化チタン、および／または四塩化チタンのチタン含有加水分解物として存在していてもよく、ならびに／または前記塩化物混合物エアロゾル（２０）は、四塩化鉄および／もしくは四塩化チタンのチタン含有加水分解物、四塩化チタンおよび／もしくは四塩化チタンのチタン含有加水分解物部分を含み、ならびに／または
前記塩化物混合物エアロゾル（２０）は、凝縮相中に一部分、例えば液滴もしくは粒子を含み、および／または
前記第２の前駆体（５４）は、塩化物、塩化水素、塩素、四塩化ケイ素、四塩化チタン、塩化鉄（ＩＩＩ）、塩化鉄（ＩＩ）のうち少なくとも１種など塩素化合物の形態で前記塩化物を含む、
請求項８に記載の方法。

【請求項10】

塩化物エアロゾルおよび／または補助ガス（１１、５６）が、前記塩化物混合物エアロゾル（２０）を混合することに使用され、ならびに／または
前記塩化物混合物エアロゾル（２０）を混合することは、例えば上昇させた大気圧下などで、霧化によって、および／もしくは超音波振動を用いて行われ、ならびに／または
前記塩化物混合物エアロゾル（２０）を混合することは、非熱的噴霧化プロセスを用いて行われ、ならびに／または
前記塩化物混合物エアロゾル（２０）を混合することは、混合および反応の部材としてガスジェット真空ポンプ（１５、３１）もしくは静止型ミキサ（２１）のうち少なくとも１つを用いて行われ、ならびに／または
前記塩化物混合物エアロゾル（２０）を提供するために、塩化物塩水溶液（５４）を噴霧化し、好ましくは硝酸アニオン（５２）を追加的に含み、前記塩化物塩溶液は、好ましくは塩含量が２％以上であるかまたは５％以上でもある、
請求項８に記載の方法。

【請求項11】

海水、有機硫黄化合物、元素状硫黄、ディーゼル排ガス、プラズマ化学的に変換された空気、「王水」前駆体物質を生じる窒素－酸素化合物からなる群からの少なくとも１種が添加される、
請求項８に記載の方法。

【請求項12】

さらに、前記第１の前駆体（５２）は、金属硝酸塩、金属亜硝酸塩、硝酸鉄、亜硝酸鉄、二酸化チタン、四塩化チタンの加水分解生成物、硝酸、ＮＯ、ＮＯ_２、ＮＯ_３、Ｎ_２Ｏ_３、Ｎ_２Ｏ_４、Ｎ_２Ｏ_５からなる群からの少なくとも１種の物質を含み、および／または
前記第１の前駆体（５２）において、酸素と窒素との原子比は、１以上、好ましくは１．５以上対１であり、および／または
前記第２の前駆体（５４）は、塩化水素、塩素、金属塩化物、塩化第二鉄、四塩化ケイ素、四塩化チタンのうち少なくとも１種など塩素化合物を含む、
請求項８に記載の方法。

【請求項13】

前記第１の前駆体（５２）を提供することは、プラズマ化学プロセスおよび／またはプラズマ反応器（５）を用いて、大気中の空気からプラズマを発生し、好ましくは前記大気中の空気に含有される前記酸素および／または窒素から前記酸素－窒素化合物を発生する、
請求項８に記載の方法。

【請求項14】

前記プラズマ化学プロセスでは、プラズマグロー放電、コロナ放電、水接触の存在下もしくは不在下の無声放電、容量性もしくは誘導性の高周波放電、マイクロ波放電、誘電体阻害放電、水接触存在下の空気プラズマジェット、または水接触存在下のスライディングアーク放電など、非熱的プラズマが生成もしくは維持され、前記プロセスは、真空中もしくは大気圧下で行うことができるか、または
高温プラズマは、前記プラズマ化学プロセスにおいて生成もしくは維持されるか、および／または
前記プラズマ化学プロセスおよび／または前記プラズマ反応器により生成された前記第１の前駆体の体積分率は、生産される前記自己活性化型光活性エアロゾルの１体積％以上、例えば２．５体積％以上、または５体積％以上であり、前記エアロゾルは、好ましくは先行する請求項のいずれかに従って生産される、請求項１３に記載の方法。

【請求項15】

さらに、前記第２の前駆体（５４）を提供することでは、例えば無水塩化第二鉄（８３）からなるかまたは無水塩化第二鉄（８３）を含む堆積床（８５）のための昇華デバイス（８）の使用をさらに含む、
請求項８に記載の方法。

【請求項16】

前記第１の前駆体と前記第２の前駆体（５２、５４）とを互いに混合することは、部分的に閉鎖された環境、例えば煙突や排出口（４１）などの囲繞物の中で行われる、および／または
前記第１の前駆体と前記第２の前駆体（５２、５４）とを混合する工程の後に、前記混合された自己活性化型光活性エアロゾル（２０）は、例えば加圧ガス（５６）などを用いて噴出され、前記加圧ガスは、真空生成した加圧ガスとすることができ、および／または
前記混合された自己活性化型光活性エアロゾル（２０）は、下記の足場位置：船、浮遊プラットフォーム、石油掘削装置、航空機、バルーン、小型飛行船、冷却塔、煙突、排出口、格子鉄塔、山頂、上昇気流発電プラント、風力タービン、上述の陸上の、海上の、または氷河由来の候補のうち少なくとも１つから噴出される、
請求項８に記載の方法。

【請求項17】

例えば請求項１に従って、および／または請求項８に記載の方法に従って、自己活性化型光活性エアロゾル（２０）を提供する装置（１００）であって、
反応チャンバ（４０）、
反応チャンバ（４０）と、例えば硝酸アニオンおよび／または窒素－酸素化合物を含む、窒素含有化合物の第１の前駆体（５２）を前記反応空間に提供するための前記反応空間に接続された第１の手段（１、５、１３、１３ａ、２５）と、
塩素または塩化物を含む第２の前駆体（５４）を前記反応空間に提供するための前記反応空間に接続された第２の手段（１、８、１３、１３ａ、２３）と、
前記反応空間に搬送ガス（５６）を提供するための搬送ガス提供デバイス（１６）と
を含み、
前記デバイスは、前記第１の前駆体と前記第２の前駆体との混合物を前記反応空間にもたらして、それによって、質量比を１部分の硝酸アニオンおよび／または窒素－酸素化合物対２００部分の塩化物から、最大１０部分の硝酸アニオンおよび／または窒素－酸素化合物対１部分の塩化物の範囲に調整するように適応され、
前記デバイスは、ｐＨを３以下から－１以上の範囲に加減するようにさらに適応される、装置。

【請求項18】

前記第１のデバイス（１、５、１３、１３ａ、２５）は、大気中の空気からプラズマを生成するための、例えば、前記大気中の空気に含有されている前記酸素および／または窒素から前記酸素－窒素化合物を生成するための、プラズマ反応器（５）を含む、請求項１７に記載の装置（１００）。

【請求項19】

前記プラズマ反応器（５）は、非熱的プラズマを生成もしくは維持し、および／または
前記プラズマ反応器（５）は、下記の方法：プラズマグロー放電、コロナ放電、水接触の存在下もしくは不在下の無声放電、容量性または誘導性の高周波放電、マイクロ波放電、誘電体阻害放電、水接触存在下の空気プラズマジェット、もしくは水接触存在下のスライディングアーク放電の１つを含み、および／または
前記プラズマ反応器（５）は、真空下もしくは大気圧下で動作され、および／または
前記プラズマ反応器（５）は、高温プラズマを提供もしくは維持する、
請求項１８に記載の装置（１００）。

【請求項20】

前記搬送ガス提供デバイス（１６）は、下記の特徴：ガスジェット、加圧ガスシステム、排出デバイスのうち少なくとも１つを含み、および／または
前記デバイスは、前記第１のデバイス（１、５、１３、１３ａ、２５）がＮＯｘ出口（３６）を介して前記反応チャンバ（４０）に接続されるように配置され、および／または
前記第２のデバイス（１、８、１３、１３ａ、２３）は、塩化物出口（３７）を介して前記反応チャンバ（４０）に接続され、および／または
前記第１のデバイス（１、５、１３、１３ａ、２５）および前記第２のデバイス（１、８、１３、１３ａ、２３）は、共通ＮＯｘ／塩化物出口（３６、３７）を介して前記反応チャンバに接続される、請求項１７記載の装置（１００）。

【請求項21】

下記の特徴またはデバイス：
霧化システム（１３）、
超音波振動デバイス、
ガス状または蒸気状の媒体を搬送し放出するための遠心ポンプ（１６０、１７０）、
液体媒体を搬送し噴霧化するための遠心ポンプ（１６０、１７０）、
噴霧化プラント（１）であって、具体的には凝縮および／または加水分解による噴霧化プロセスを行うためのプラント、
塩素化プラント（８）であって、具体的には鉄の塩素化のためのプラント、
ガスジェット真空ポンプ（１５、３１）、および／または
混合および反応の構成要素としての静止型ミキサ（２１）
のうち少なくとも１つを含み、前記デバイスは、例えば前記反応チャンバ（４０）の中および上に配置される、請求項１７に記載の装置（１００）。

【請求項22】

前記第２のデバイス（１、８、１３、１３ａ、２３）は、堆積床（８３）のための昇華デバイス（８）をさらに含み、前記堆積床は、好ましくは、例えば塩化第二鉄および／または塩化第二鉄－塩化アルミニウム混合物などの無水塩化第二鉄からなるかまたは無水塩化第二鉄を含む、
請求項１７に記載の装置（１００）。

【請求項23】

前記堆積床（８３）は、下記の特徴：
不活性ガス流による撹拌、振動、振盪、循環、流動化の動作のうち少なくとも１つを提供する混合デバイスであって、
磨砕補助具（８６）、例えばセラミックボールなどを提供する混合デバイス、
瀉出デバイス、
前記堆積床を通じて流すための不活性ガスまたは不活性蒸気を提供するためのガス流システムおよび／または蒸発器システムであって、前記不活性蒸気は前記液体塩素化合物の四塩化ケイ素または四塩化チタンのうち少なくとも１つの蒸発によって提供される、ガス流システム、
前記堆積床を加熱するための加熱デバイス（９）、
前記塩化第二鉄の堆積床および／または前記蒸発器システムの温度を１００℃から２２０℃の間に制御するための温度制御デバイス
のうち少なくとも１つの特徴を有する、請求項２２に記載の装置（１００）。

【請求項24】

温度および／または圧力の上昇下で空気と硝酸とを中に供給することによって硝酸蒸気を生成するための蒸気発生器（１）をさらに含み、ならびに／または
前記煙霧システム（１３）は、硝酸塩および／または塩化物の霧を生成するために、液体または水溶液の塩化物および／または硝酸塩のノズル煙霧、回転衝突付与要素（１７４）による煙霧、または超音波振動煙霧のうち少なくとも１つを提供する、
請求項１７に記載の装置（１００）。

【請求項25】

前記第２のデバイス（１、８、１３、１３ａ、２３）は、金属または合金、例えば金属鉄、ケイ酸鉄、または元素状ケイ素と塩素ガスとの発熱反応のための反応デバイスを含み、
好ましくは、前記反応デバイス中の温度を４５０℃から６００℃の間に制御するための温度制御デバイスをさらに含む、
請求項１７に記載の装置（１００）。

【請求項26】

前記デバイスは、下記の足場位置：船、浮遊プラットフォーム、基礎のある離岸プラットフォーム、掘削プラットフォーム、航空機、バルーン、飛行船、冷却塔、煙突（４１）、排出パイプ、籠マスト、山頂、アップウィンド型発電プラント、タービン、風力発電プラント（１８５）、氷河支持プラットフォームのうち１つに準備され設置される、
請求項１７に記載の装置（１００）。

【請求項27】

前記反応チャンバ（４０）は、前記自己活性化型光活性エアロゾル（２０）を放出するための出口を有する囲繞物に配置され、
前記反応チャンバは、好ましくは、冷却塔、煙突（４１）、排出、籠マスト、上昇気流発電プラント、風力発電プラント（１８５）、またはタービンに配置される、
請求項１７に記載の装置（１００）。

【請求項28】

例えば、請求項１に従って、および／または好ましくは請求項８に記載の方法に従って、排ガスを少なくとも一部変換し、同時に自己活性化型光活性エアロゾルを提供する排ガス処理デバイス（１０１）であって、前記排ガス処理デバイスは、
例えば排出パイプまたは煙突（４１）中の、排ガス排出のためのパイプ部分に配置された反応チャンバ（４０）と、
硝酸アニオンおよび／または窒素－酸素化合物を含む第１の前駆体（５２）を前記反応チャンバに提供するための第１のデバイス（１、５、１３、１３ａ、２５）と、
塩化物を含む第２の前駆体（５４）を前記反応チャンバに提供するための第２のデバイス（１、８、１３、１３ａ、２３）と、
搬送ガス（５６）を前記反応空間に提供するための搬送ガス提供デバイスとして、ディーゼルエンジン（１６ａ）などの排ガス放出器と
を含み、
前記装置は、前記第１の前駆体と前記第２の前駆体との混合物を前記反応チャンバにもたらして、質量比を１部分の硝酸アニオンおよび／または窒素－酸素化合物対２００部分の塩化物から、最大１０部分の硝酸アニオンおよび／または窒素－酸素化合物対１部分の塩化物の範囲に設定するように適応され、
前記デバイスは、ｐＨを３以下から－１以上の範囲に加減するようにさらに適応される、
排ガス処理デバイス。

【国際調査報告】