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公開番号2025075485
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-05-15
出願番号2023186686
出願日2023-10-31
発明の名称二酸化炭素回収システム
出願人株式会社デンソー
代理人弁理士法人あいち国際特許事務所
主分類B01D 53/32 20060101AFI20250508BHJP(物理的または化学的方法または装置一般)
要約【課題】二酸化炭素の回収能力を向上させることができる二酸化炭素回収システムを提供すること。
【解決手段】二酸化炭素を含有する被処理ガスから二酸化炭素を分離する二酸化炭素回収システム。被処理ガスに接触する作用極102と、対極103と、絶縁層とを備えた電気化学セル101を有する。作用極102と対極103との間に第1電圧を印加することで、作用極102に電子を供給し、作用極102に被処理ガス中の二酸化炭素を吸着させる、吸着モードと、作用極102と対極と103の間に第1電圧と異なる第2電圧を印加することで、作用極102から電子を放出し、作用極102から二酸化炭素を脱離させる、脱離モードと、を繰り返すよう構成されている。吸着モードと脱離モードとの少なくとも一方は、作用極102と対極103との間への所定の電圧印加を一時的に休止する休止期間を設けている、二酸化炭素回収システムにある。
【選択図】図7
特許請求の範囲【請求項１】
電気化学反応によって二酸化炭素を含有する被処理ガスから前記二酸化炭素を分離する二酸化炭素回収システム（１）であって、
前記被処理ガスに接触する作用極（１０２）と、対極（１０３）と、前記作用極と前記対極との間に配された絶縁層（１０４）とを備えた電気化学セル（１０１）を有し、
前記作用極と前記対極との間に第１電圧（Ｖ１）を印加することで、前記作用極に電子を供給し、前記作用極に前記被処理ガス中の二酸化炭素を吸着させる、吸着モードと、
前記作用極と前記対極との間に前記第１電圧と異なる第２電圧（Ｖ２）を印加することで、前記作用極から電子を放出し、前記作用極から前記二酸化炭素を脱離させる、脱離モードと、を繰り返すよう構成されており、
前記吸着モードと前記脱離モードとの少なくとも一方は、前記作用極と前記対極との間への所定の電圧印加を一時的に休止する休止期間（Ｂ）を設けている、二酸化炭素回収システム。
続きを表示（約 810 文字）【請求項２】
前記吸着モードと前記脱離モードとの少なくとも一方は、前記休止期間を複数設けている、請求項１に記載の二酸化炭素回収システム。
【請求項３】
前記吸着モードは、前記休止期間を設けている、請求項１又は２に記載の二酸化炭素回収システム。
【請求項４】
前記脱離モードは、前記休止期間を設けている、請求項１又は２に記載の二酸化炭素回収システム。
【請求項５】
前記電気化学セルの電圧を検出する電圧検出部（１０７）を有し、前記電圧検出部による検出電圧に基づいて、前記休止期間を終了するよう構成されている、請求項１又は２に記載の二酸化炭素回収システム。
【請求項６】
前記電気化学セルの電圧が、予め設定した所定の閾値に達したとき、前記休止期間を終了するよう構成されている、請求項５に記載の二酸化炭素回収システム。
【請求項７】
前記休止期間は、予め設定したタイミングにて、開始および終了するよう構成されている、請求項１又は２に記載の二酸化炭素回収システム。
【請求項８】
前記休止期間は、前記電気化学セルに電圧印加する電源と、前記電気化学セルとを、解列状態とすることにより設けるよう構成されている、請求項１又は２に記載の二酸化炭素回収システム。
【請求項９】
前記吸着モードにおいて、前記対極に対する前記作用極の電位を、一時的に前記第１電圧よりも高くすることで、前記休止期間を設けるよう構成されている、請求項３に記載の二酸化炭素回収システム。
【請求項１０】
前記脱離モードにおいて、前記対極に対する前記作用極の電位を、一時的に前記第２電圧よりも低くすることで、前記休止期間を設けるよう構成されている、請求項４に記載の二酸化炭素回収システム。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、二酸化炭素回収システムに関する。
続きを表示（約 2,100 文字）【背景技術】
【０００２】
二酸化炭素を回収するシステムとして、例えば、特許文献１に開示されているように、作用極と対極とを備えた電気化学セルを有するシステムが提案されている。そして、この二酸化炭素回収システムにおいては、作用極と対極との間に第１電圧を印加することで、作用極に二酸化炭素を吸着し、作用極と対極との間に第２電圧を印加することで、作用極から二酸化炭素を脱離させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２３－４４９９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来の二酸化炭素回収システムは、処理能力の観点で改善の余地がある。すなわち、作用極への二酸化炭素の吸着効率、又は、作用極からの二酸化炭素の脱離効率を、より向上させることで、二酸化炭素の回収能力を向上させることが望まれる。
【０００５】
本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであり、二酸化炭素の回収能力を向上させることができる二酸化炭素回収システムを提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様は、電気化学反応によって二酸化炭素を含有する被処理ガスから前記二酸化炭素を分離する二酸化炭素回収システム（１）であって、
前記被処理ガスに接触する作用極（１０２）と、対極（１０３）と、前記作用極と前記対極との間に配された絶縁層（１０４）とを備えた電気化学セル（１０１）を有し、
前記作用極と前記対極との間に第１電圧（Ｖ１）を印加することで、前記作用極に電子を供給し、前記作用極に前記被処理ガス中の二酸化炭素を吸着させる、吸着モードと、
前記作用極と前記対極との間に前記第１電圧と異なる第２電圧（Ｖ２）を印加することで、前記作用極から電子を放出し、前記作用極から前記二酸化炭素を脱離させる、脱離モードと、を繰り返すよう構成されており、
前記吸着モードと前記脱離モードとの少なくとも一方は、前記作用極と前記対極との間への所定の電圧印加を一時的に休止する休止期間（Ｂ）を設けている、二酸化炭素回収システムにある。
【発明の効果】
【０００７】
上記態様の二酸化炭素回収システムにおいて、吸着モードと脱離モードとの少なくとも一方は、前記休止期間を設けている。これにより、吸着モードにおける二酸化炭素の吸着効率、及び、脱離モードにおける二酸化炭素の脱離効率の少なくとも一方を向上させることができる。その結果、二酸化炭素の回収能力を向上させることができる。
【０００８】
以上のごとく、上記態様によれば、二酸化炭素の回収能力を向上させることができる二酸化炭素回収システムを提供することができる。
なお、特許請求の範囲及び課題を解決する手段に記載した括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであり、本発明の技術的範囲を限定するものではない。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
実施形態１における、二酸化炭素回収システムのブロック図。
実施形態１における、ＣＯ
2
回収装置の斜視説明図。
実施形態１における、電気化学セルの断面説明図。
実施形態１における、吸着モードと脱離モードとを表すＣＯ
2
回収装置の説明図。
実施形態１における、電気化学セルの模式図であり、吸着モードの説明図。
実施形態１における、電気化学セルの模式図であり、脱離モードの説明図。
実施形態１における、ＣＯ
2
回収装置の概略回路図。
実施形態１における、電圧印加期間と休止期間の説明図。
実施形態１における、電気化学セルの電極間電圧および電流値の変動の一例を示す線図。
図９の一部の拡大図であって、吸着モードにおける電極間電圧の変動を示す線図。
図９の一部の拡大図であって、吸着モードにおける電流値の変動を示す線図。
実験例における、二酸化炭素の回収能力の測定結果を示す線図。
実施形態２における、ＣＯ
2
回収装置の概略回路図。
実施形態３における、ＣＯ
2
回収装置の概略回路図。
実施形態５における、電気化学セルの作用極付近の模式図であり、吸着モードの説明図。
実施形態５における、電気化学セルの作用極付近の模式図であり、脱離モードの説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
（実施形態１）
二酸化炭素回収システムに係る実施形態について、図１～図１１を参照して説明する。
本形態の二酸化炭素回収システム１は、電気化学反応によって二酸化炭素（ＣＯ
2
）を含有する被処理ガスから二酸化炭素を分離するシステムである。
（【００１１】以降は省略されています）

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