[发明专利]具有再辐射表面的化学反应器以及相关的系统和方法

权利要求书

1.一种化学反应器，其包括：

反应器容器，所述反应器容器具有反应区；

反应物供给，所述反应物供给联接至所述反应器容器以将反应物导入所述反应区，所述反应物具有这样的峰吸收波长范围：在该范围内，所述反应物吸收比在非峰波长时更多的能量；和

再辐射组件，所述再辐射组件设置在反应区处，以接收在具有第一峰波长范围的第一波谱内的辐射，并将所述辐射在具有第二峰波长范围的第二波谱内再辐射进入反应区，所述第二峰波长范围不同于第一峰波长范围，且比第一峰波长范围更接近反应物的峰吸收波长范围。

2.根据权利要求1所述的反应器，其中所述第二峰波长范围与反应物的峰吸收波长范围重叠。

3.根据权利要求1所述的反应器，其中所述峰吸收波长范围具有峰值，且其中所述第二峰波长范围具有大约相同的峰值。

4.根据权利要求1所述的反应器，其中所述组件包括多个被间隙分开的隔开的结构，且其中所述间隙定向成，使辐射在第一朝向进入反应区中。

5.根据权利要求4所述的反应器，其中各个结构具有再辐射材料涂层，所述涂层设置成吸收辐射并在第二朝向再辐射所述辐射，所述第二朝向不同于所述第一朝向。

6.根据权利要求4所述的反应器，其中所述结构包括石墨烯层。

7.根据权利要求4所述的反应器，其中各个结构包括由至少一种下述元素的原子形成的自组织材料：碳、氮、硼、硅和硫。

8.根据权利要求1所述的反应器，所述反应器另外包括辐射能源，且其中所述再辐射组件设置在所述反应区和所述辐射能源之间。

9.根据权利要求8所述的反应器，其中所述再辐射组件具有：

面向所述辐射能源的第一表面；

面向所述反应区的第二表面；和

在所述第一表面和所述第二表面之间的传导路径，且其中所述第一表面接收在第一频率范围内的辐射，所述第二表面再辐射在第二频率范围内的辐射。

10.根据权利要求8所述的反应器，其中所述第一表面包括多个孔，所述孔设置成向内反射和消除入射辐射。

11.根据权利要求1所述的反应器，其中所述反应物包括甲烷和甲醇中的至少一种。

12.根据权利要求1所述的反应器，其中所述反应物包括烃。

13.根据权利要求1所述的反应器，其中所述再辐射材料包括荧光材料和发磷光材料中的至少一种。

14.根据权利要求1所述的反应器，其中所述再辐射材料包括尖晶石。

15.一种用于生产化学反应室的方法，所述方法包括：

选择用于反应室的反应区中的化学反应物，以包括氢供体、至少一种反应物或得到的产物或二者，其具有这样的峰吸收波长范围：在该范围内，所述反应物吸收比在非峰波长时更多的能量；和

选择再辐射组件，所述再辐射组件设置在反应区处，以接收在具有第一峰波长范围的第一波谱内的辐射，并在具有第二峰波长范围的第二波谱内再辐射所述辐射，所述第二峰波长范围不同于第一峰波长范围，且比第一峰波长范围更接近峰吸收波长范围。

16.根据权利要求15所述的方法，所述方法另外包括：选择所述组件，以形成边界，所述边界将在反应区内部的区域与在反应区外部的区域分开。

17.根据权利要求15所述的方法，其中选择所述组件包括：选择所述组件，以吸收辐射，并从面向反应区的表面再辐射所述辐射。

18.根据权利要求15所述的方法，其中选择所述组件包括：选择所述组件，以具有背向反应区的第一表面、面向反应区的第二表面、和在所述第一表面和所述第二表面之间的传导体积，且其中所述方法另外包括：

选择所述第一表面，以吸收在第一波谱内的辐射；和

选择所述第二表面，以再辐射在第二波谱内的辐射。

19.根据权利要求15所述的方法，所述方法另外包括：选择所述组件，以包括：

隔开的、通常平行的结构，所述结构设置成透过辐射，所述辐射用在层之间的间隙来定向；和

在隔开的层上的再辐射材料。