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公開番号2025130544
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-09-08
出願番号2024027779
出願日2024-02-27
発明の名称二酸化炭素電解装置
出願人株式会社アイシン
代理人弁理士法人アイテック国際特許事務所
主分類C25B 1/23 20210101AFI20250901BHJP(電気分解または電気泳動方法;そのための装置)
要約【課題】二酸化炭素を電気分解する固体酸化物形の電解セルにおける炭素の析出を良好に抑制することができる二酸化炭素電解装置の提供。
【解決手段】本開示の二酸化炭素電解装置は、燃料極に供給される二酸化炭素を電気分解して一酸化炭素を生成する固体酸化物形電解セルを含む二酸化炭素電解装置であって、燃料極に二酸化炭素を供給する二酸化炭素供給系と、当該燃料極に水素を供給する水素供給系とを含む。これにより、固体酸化物形電解セルの温度を大きく上昇させることなく、当該固体酸化物形電解セルにおける炭素の析出を良好に抑制することが可能になる。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
燃料極に供給される二酸化炭素を電気分解して一酸化炭素を生成する固体酸化物形電解セルを含む二酸化炭素電解装置であって、
前記燃料極に二酸化炭素を供給する二酸化炭素供給系と、
前記燃料極に水素を供給する水素供給系とを備える二酸化炭素電解装置。
続きを表示（約 330 文字）【請求項２】
請求項１に記載の二酸化炭素電解装置において、
前記固体酸化物形電解セルを収容する筐体を更に備え、
前記水素供給系は、前記筐体の外側で前記二酸化炭素供給系に水素を供給する二酸化炭素電解装置。
【請求項３】
請求項２に記載の二酸化炭素電解装置において、
前記燃料極から流出する燃料極オフガスを前記筐体の外側で前記二酸化炭素供給系に還流する還流通路を更に備える二酸化炭素電解装置。
【請求項４】
請求項３に記載の二酸化炭素電解装置において、
前記筐体の内部に配置されると共に前記還流通路に接続され、前記還流通路からの前記燃料極オフガスを燃焼させる燃焼器を更に備える二酸化炭素電解装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、二酸化炭素を電気分解して一酸化炭素を生成する二酸化炭素電解装置に関する。
続きを表示（約 1,500 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、固体酸化物形電解セル（ＳＯＥＣ）に電流を印加すると共に、当該固体酸化物形電解セルの燃料極に二酸化炭素（ＣＯ
2
）を供給し、当該燃料極で二酸化炭素を電気分解して一酸化炭素（ＣＯ）を生成する方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。この方法では、超高純度の一酸化炭素を得るために、固体酸化物形電解セルの燃料極に特別な処理が施された食品グレードの二酸化炭素が供給される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特表２０１８－５０５９５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここで、固体酸化物形電解セルを用いて二酸化炭素を電気分解する際には、当該固体酸化物形電解セルにおいて、ブドワール反応（２ＣＯ→Ｃ＋ＣＯ
2
）が発生し、炭素が析出することがある。そして、固体酸化物形電解セルで析出した炭素によりガス通路等が閉塞されてしまうと、装置の劣化を招くと共に、一酸化炭素を生成し得なくなってしまう。
【０００５】
そこで、本開示は、二酸化炭素を電気分解する固体酸化物形電解セルにおける炭素の析出を良好に抑制することができる二酸化炭素電解装置の提供を主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示の二酸化炭素電解装置は、燃料極に供給される二酸化炭素を電気分解して一酸化炭素を生成する固体酸化物形電解セルを含む二酸化炭素電解装置であって、前記燃料極に二酸化炭素を供給する二酸化炭素供給系と、前記燃料極に水素を供給する水素供給系とを含むものである。
【０００７】
本開示の二酸化炭素電解装置では、固体酸化物形電解セルの燃料極に対して、二酸化炭素に加えて水素が供給される。ここで、水素は、二酸化炭素の電気分解には実質的関与せず、基本的にその殆どが燃料極から流出する。従って、二酸化炭素に加えて水素を燃料極に供給することで、燃料極で電気分解されなかった二酸化炭素、燃料極から流出する一酸化炭素および水素の組成を、固体酸化物形電解セルの温度に応じて定まる炭素の析出領域に含まれない組成にすることができる。この結果、本開示の二酸化炭素電解装置では、二酸化炭素を電気分解する固体酸化物形電解セルの温度を大きく上昇させることなく、当該固体酸化物形電解セルにおける炭素の析出を良好に抑制することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
本開示の二酸化炭素電解装置を示す概略構成図である。
本開示の二酸化炭素電解装置により二酸化炭素を電気分解して一酸化炭素を生成するための一連の処理を示すフローチャートフローチャートである。
炭素－水素－酸素の三元系状態図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
次に、図面を参照しながら、本開示の発明を実施するための形態について説明する。
【００１０】
図１は、本開示の二酸化炭素電解装置１を示す概略構成図である。同図に示す二酸化炭素電解装置１は、二酸化炭素を電気分解して一酸化炭素を生成する固体酸化物形の電解セルスタック２を含む二酸化炭素電解モジュール３と、電解セルスタック２と電力（直流電力）をやり取りする電源装置４と、電解セルスタック２にガス状の二酸化炭素を供給する二酸化炭素供給系１０と、電解セルスタック２に水素を供給する水素供給系２０と、電解セルスタック２で生成された一酸化炭素等を回収する一酸化炭素回収系３０と、システム全体を制御する制御装置１００とを含む。
（【００１１】以降は省略されています）

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