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公開番号2025128912
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-09-03
出願番号2024025919
出願日2024-02-22
発明の名称二酸化炭素の回収脱離濃縮装置および二酸化炭素の回収脱離濃縮方法
出願人株式会社豊田中央研究所
代理人弁理士法人YKI国際特許事務所
主分類C25B 9/00 20210101AFI20250827BHJP(電気分解または電気泳動方法;そのための装置)
要約【課題】電気化学反応を利用した二酸化炭素含有気体からの二酸化炭素の回収において、効率的かつ低いエネルギー消費で二酸化炭素を、水分解生成物と分離して、回収、濃縮することができる、二酸化炭素の回収脱離濃縮装置および二酸化炭素の回収脱離濃縮方法を提供する。
【解決手段】断続的に進行させる水の電気分解反応を利用して、二酸化炭素含有気体からの二酸化炭素の回収と、回収した二酸化炭素の脱離と、を行い、二酸化炭素を濃縮する、二酸化炭素の回収脱離濃縮装置1である。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
断続的に進行させる水の電気分解反応を利用して、二酸化炭素含有気体からの二酸化炭素の回収と、回収した二酸化炭素の脱離と、を行い、二酸化炭素を濃縮することを特徴とする二酸化炭素の回収脱離濃縮装置。
続きを表示（約 2,100 文字）【請求項２】
請求項１に記載の二酸化炭素の回収脱離濃縮装置であって、
前記断続的に進行させる水の電気分解反応は、前記電気分解反応を行う水電解装置に通電する電流または印加する電圧を所定の間隔で繰り返し変動させ、前記電気分解反応で生じる水酸化物イオンおよびプロトンの電解液への供給量を制御することを特徴とする二酸化炭素の回収脱離濃縮装置。
【請求項３】
請求項１に記載の二酸化炭素の回収脱離濃縮装置であって、
前記二酸化炭素の回収は、前記電気分解反応で生じる水酸化物イオンと二酸化炭素とを反応させて、二酸化炭素を電解液中に取り込み、
前記回収した二酸化炭素の脱離は、前記電気分解反応で生じるプロトンを前記電解液中に取り込んだ二酸化炭素と反応させることを特徴とする二酸化炭素の回収脱離濃縮装置。
【請求項４】
請求項１に記載の二酸化炭素の回収脱離濃縮装置であって、
前記断続的に進行させる水の電気分解反応は、前記電気分解反応を行う水電解装置に通電する電流または印加する電圧を所定の間隔で繰り返し変動させ、前記電気分解反応で生じる水酸化物イオンおよびプロトンの電解液への供給量を制御し、
前記二酸化炭素の回収は、前記電気分解反応で生じる水酸化物イオンと二酸化炭素とを反応させて、二酸化炭素を電解液中に取り込み、
前記回収した二酸化炭素の脱離は、前記電気分解反応で生じるプロトンを前記電解液中に取り込んだ二酸化炭素と反応させ、
前記断続的に進行させる水の電気分解反応を行いながら、前記二酸化炭素の回収と前記回収した二酸化炭素の脱離とを連続的に進行させることを特徴とする二酸化炭素の回収脱離濃縮装置。
【請求項５】
請求項１に記載の二酸化炭素の回収脱離濃縮装置であって、
前記水の電気分解反応を行う電気化学フローセルと、
前記電気化学フローセルに通電する電流または印加する電圧を所定の間隔で繰り返し変動させる電源システムと、
前記二酸化炭素の回収を行う気液接触反応装置と、
前記脱離した二酸化炭素を電解液から分離する気液分離装置と、
前記電気化学フローセルと前記気液接触反応装置と前記気液分離装置に電解液を循環させる循環配管と、
を備えることを特徴とする二酸化炭素の回収脱離濃縮装置。
【請求項６】
断続的に進行させる水の電気分解反応を利用して、二酸化炭素含有気体からの二酸化炭素の回収と、回収した二酸化炭素の脱離と、を行い、二酸化炭素を濃縮することを特徴とする二酸化炭素の回収脱離濃縮方法。
【請求項７】
請求項６に記載の二酸化炭素の回収脱離濃縮方法であって、
前記断続的に進行させる水の電気分解反応は、前記電気分解反応を行う水電解装置に通電する電流または印加する電圧を所定の間隔で繰り返し変動させ、前記電気分解反応で生じる水酸化物イオンおよびプロトンの電解液への供給量を制御することを特徴とする二酸化炭素の回収脱離濃縮方法。
【請求項８】
請求項６に記載の二酸化炭素の回収脱離濃縮方法であって、
前記二酸化炭素の回収は、前記電気分解反応で生じる水酸化物イオンと二酸化炭素とを反応させて、二酸化炭素を電解液中に取り込み、
前記回収した二酸化炭素の脱離は、前記電気分解反応で生じるプロトンを前記電解液中に取り込んだ二酸化炭素と反応させることを特徴とする二酸化炭素の回収脱離濃縮方法。
【請求項９】
請求項６に記載の二酸化炭素の回収脱離濃縮方法であって、
前記断続的に進行させる水の電気分解反応は、前記電気分解反応を行う水電解装置に通電する電流または印加する電圧を所定の間隔で繰り返し変動させ、前記電気分解反応で生じる水酸化物イオンおよびプロトンの電解液への供給量を制御し、
前記二酸化炭素の回収は、前記電気分解反応で生じる水酸化物イオンと二酸化炭素とを反応させて、二酸化炭素を電解液中に取り込み、
前記回収した二酸化炭素の脱離は、前記電気分解反応で生じるプロトンを前記電解液中に取り込んだ二酸化炭素と反応させ、
前記断続的に進行させる水の電気分解反応を行いながら、前記二酸化炭素の回収と前記回収した二酸化炭素の脱離とを連続的に進行させることを特徴とする二酸化炭素の回収脱離濃縮方法。
【請求項１０】
請求項６に記載の二酸化炭素の回収脱離濃縮方法であって、
前記水の電気分解反応を行う電気化学フローセルと、
前記電気化学フローセルに通電する電流または印加する電圧を所定の間隔で繰り返し変動させる電源システムと、
前記二酸化炭素の回収を行う気液接触反応装置と、
前記脱離した二酸化炭素を電解液から分離する気液分離装置と、
前記電気化学フローセルと前記気液接触反応装置と前記気液分離装置に電解液を循環させる循環配管と、
を備える二酸化炭素の回収脱離濃縮装置を用いることを特徴とする二酸化炭素の回収脱離濃縮方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、二酸化炭素の回収脱離濃縮装置および二酸化炭素の回収脱離濃縮方法に関する。
続きを表示（約 1,000 文字）【背景技術】
【０００２】
地球温暖化問題などに対する対策の一つとして、大気中などの二酸化炭素（ＣＯ
２
）を分離、回収、貯留する技術が検討されている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、塩化ナトリウム水溶液の電気分解により水酸化ナトリウム水溶液と塩酸を生成し、生成した水酸化ナトリウム水溶液に空気を供給し、その空気中の二酸化炭素を溶け込ませ、生成した炭酸ナトリウムと炭酸水素ナトリウムを含む水溶液に対し、生成した塩酸を供給して溶け込んだ二酸化炭素を気体として取り出す二酸化炭素回収システムが記載されている。
【０００４】
特許文献２には、アミノ基含有化合物を含む吸収液に、二酸化炭素を含む排ガスを気液接触させて二酸化炭素を吸収し、この二酸化炭素吸収液を電気分解および気液分離して二酸化炭素の脱離と吸収液の再生を行う二酸化炭素回収装置および二酸化炭素回収方法が記載されている。
【０００５】
特許文献３には、正極と負極とを設けた固体電解質に直流電流を印加して負極上に二酸化炭素を固定し、電極間に逆電位を印加することによって、固定した二酸化炭素を気体として取り出す、二酸化炭素固定方法および二酸化炭素固定装置が記載されている。
【０００６】
非特許文献１には、電気化学フローセルによる水分解反応で生じる水酸化物イオンとプロトンを二酸化炭素回収と脱離に利用する技術が記載されている。
【０００７】
非特許文献２には、水分解反応で生じる水酸化物イオンとプロトンを利用した二酸化炭素の回収脱離と、生成する二酸化炭素／水素の混合ガスからのメタノール製造技術が記載されている。
【０００８】
非特許文献３には、電解槽の隔膜にバイポーラー膜を用いた電気化学セルによる水分解反応を利用した二酸化炭素の回収技術が記載されている。
【０００９】
非特許文献４には、金属電極とイオン交換膜からなる多槽型の電気化学セルでの電解反応を利用した二酸化炭素の回収技術が記載されている。
【００１０】
特許文献１の方法は、塩化ナトリウム水溶液の電気分解反応により生じる水酸化ナトリウムと塩酸を利用して二酸化炭素の回収と脱離を行うが、各工程が独立しているため連続的な二酸化炭素回収脱離濃縮を行うことができない。
（【００１１】以降は省略されています）

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