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公開番号2023161481
公報種別公開特許公報(A)
公開日2023-11-07
出願番号2022071907
出願日2022-04-25
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
代理人個人,個人,個人
主分類C25B 1/01 20210101AFI20231030BHJP(電気分解または電気泳動方法;そのための装置)
要約【課題】電気化学セルによる二酸化炭素の吸着可能な吸着量を把握することが可能な二酸化炭素回収システムを提供すること。
【解決手段】二酸化炭素回収システムは、電気化学反応によって、二酸化炭素を含有する混合ガスから二酸化炭素を回収する。制御装置17は、二酸化炭素の吸着が行われる吸着モードの実行時において、二酸化炭素吸着材が吸着可能な二酸化炭素の吸着量である目標二酸化炭素吸着量に対応する吸着モードの実行時間の間だけ吸着電位を印加する。制御装置17は、二酸化炭素の回収が行われる回収モードの実行時において、二酸化炭素回収量に対応する回収時間の間だけ回収電位を印加する。そして、制御装置17は、センサを介した検出結果である二酸化炭素回収量に相関する相関値を目標吸着量として取得する。
【選択図】図1
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混合ガスから二酸化炭素を回収する二酸化炭素回収システムであって、
回収した二酸化炭素を蓄えるための二酸化炭素回収タンク（１６）と、
二酸化炭素を吸着可能な吸着材を含む作用極と、前記作用極と対をなす対極とを有する電気化学セルと、前記電気化学セルを収容する筐体とを有し、前記筐体の内部に前記混合ガスが供給される少なくとも一つの回収器（１２）と、
前記回収器から前記二酸化炭素回収タンクへと回収される二酸化炭素の回収量を検出するためのセンサ（１５）と、
二酸化炭素の吸着が行われる吸着モードの実行時において、前記吸着材が二酸化炭素を吸着するように、前記吸着材が吸着可能な二酸化炭素の吸着量である目標吸着量に対応する吸着時間の間だけ前記作用極と前記対極との間に第１の電位を印加するか、二酸化炭素の回収が行われる回収モードの実行時において、前記吸着材が吸着した二酸化炭素を脱離するように、前記回収量に対応する回収時間の間だけ前記作用極と前記対極との間に第２の電位を印加するかを制御する制御装置（１７）と、を備え、
前記制御装置は、前記センサを介した検出結果である前記回収量に相関する相関値を前記目標吸着量として取得する二酸化炭素回収システム。
続きを表示（約 1,200 文字）【請求項２】
前記目標吸着量と、前記目標吸着量を得るための前記吸着時間とが関連付けられた吸着量変化データと、前記回収量の変化と前記目標吸着量とが関連付けられた回収量変化データとが記憶された記憶部（１８）をさらに備え、
前記制御装置は、前記回収量変化データから、前記検出結果である前記回収量に関連付けられた前記目標吸着量を前記相関値として取得し、前記吸着量変化データから、取得した前記目標吸着量に関連付けられた前記吸着時間を取得する請求項１に記載の二酸化炭素回収システム。
【請求項３】
前記制御装置は、
異なる経過時間にて、複数回の前記吸着モードを実行させ、各吸着モードに対応して実行される複数回の前記回収モードでの前記検出結果を取得し、
複数回の前記検出結果に基づいて、前記目標吸着量として前記電気化学セルの最大吸着量を推定するとともに、前記最大吸着量となるための前記吸着時間を推定することで前記吸着量変化データを生成する請求項２に記載の二酸化炭素回収システム。
【請求項４】
複数の前記回収器を備え、複数の前記回収器が前記二酸化炭素回収タンクに対して並列に接続され、
前記制御装置は、複数の前記回収器の各々の前記電気化学セルから個別に二酸化炭素を回収する個別回収モードと、少なくとも２個以上の前記回収器の各々の前記電気化学セルから同時に二酸化炭素を回収する同時回収モードとを実行可能である請求項１～３のいずれか１項に記載の二酸化炭素回収システム。
【請求項５】
複数の前記回収器を備え、複数の前記回収器が前記二酸化炭素回収タンクに対して並列に接続され、
前記制御装置は、複数の前記回収器の各々の前記電気化学セルから個別に二酸化炭素を回収する個別回収モードを実行可能であり、前記個別回収モードにおいて、各回収器の各々の前記電気化学セルを対象とした前記吸着モードと前記回収モードとを含む一連の制御シーケンスを、異なる時間で開始させるものであり、前記制御シーケンスを実行していない期間に、前記最大吸着量を推定するための前記吸着モードと前記回収モードを実行させる請求項３に記載の二酸化炭素回収システム。
【請求項６】
前記制御装置は、前記回収量としての前記検出結果と、前記吸着材が所定量の二酸化炭素を吸着するのに要する時間で示される係数とを乗算することで、前記吸着時間を取得する請求項１に記載の二酸化炭素回収システム。
【請求項７】
前記制御装置は、前記吸着モードの実行後であり、かつ、前記回収モードの実行前に、前記第１の電位を印加した状態で、前記筐体の内部の残留混合ガスを前記筐体の外部に放出する掃気モードを実行する請求項１～３のいずれか１項に記載の二酸化炭素回収システム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、二酸化炭素を含有する混合ガスから二酸化炭素を回収する二酸化炭素回収システムに関する。
続きを表示（約 1,800 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、電気化学反応によって、二酸化炭素を含有する混合ガスから二酸化炭素を分離するガス分離システムが提案されている。このガス分離システムでは、二酸化炭素を含む混合ガスが、電気化学セルが配置された筐体内に導入される。電気化学セルの負極に電子を向かわせる充電モードにおいて、負極に設けられた電気活性材料が還元される。このため、負極における電気活性材料と二酸化炭素との結合が生じて、混合ガスから二酸化炭素が分離される。一方、充電モード中の電子流とは逆方向に電子流を生じさせる放電モードにおいて、負極における電気活性材料が酸化される。これにより、負極の電気活性材料から二酸化炭素が放出される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特表２０１８－５３３４７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、電気化学セルを用いた二酸化炭素回収システムにおいては、電気化学セルに二酸化炭素を吸着させるために、電気化学セルに対して吸着電位を印加する。また、二酸化炭素回収システムでは、吸着時のエネルギーロスを低減するために、電気化学セルが吸着可能な吸着量を目標吸着量として、目標吸着量を得るための吸着電位の印加時間を適切に制御することが望まれている。
【０００５】
この吸着電位の印加時間を適切に制御するためには、電気化学セルが吸着可能な吸着量を把握する必要がある。吸着可能な吸着量は、例えば、大気中の二酸化炭素の濃度を検出することで把握することができる。しかしながら、吸着量は、大気中の二酸化炭素の濃度が比較的低いなどの理由によって把握することが困難であった。
【０００６】
本開示は、上記した点に鑑みてなされたものであり、電気化学セルによる二酸化炭素の吸着可能な吸着量を把握することが可能な二酸化炭素回収システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本開示による二酸化炭素回収システムは、
電気化学反応によって、二酸化炭素を含有する混合ガスから二酸化炭素を回収する二酸化炭素回収システムであって、
回収した二酸化炭素を蓄えるための二酸化炭素回収タンク（１６）と、
二酸化炭素を吸着可能な吸着材を含む作用極と、作用極と対をなす対極とを有する電気化学セルと、電気化学セルを収容する筐体とを有し、筐体の内部に混合ガスが供給される少なくとも一つの回収器（１２）と、
回収器から二酸化炭素回収タンクへと回収される二酸化炭素の回収量を検出するためのセンサ（１５）と、
二酸化炭素の吸着が行われる吸着モードの実行時において、吸着材が二酸化炭素を吸着するように、吸着材が吸着可能な二酸化炭素の吸着量である目標吸着量に対応する吸着時間の間だけ作用極と対極との間に第１の電位を印加するか、二酸化炭素の回収が行われる回収モードの実行時において、吸着材が吸着した二酸化炭素を脱離するように、回収量に対応する回収時間の間だけ作用極と対極との間に第２の電位を印加するかを制御する制御装置（１７）と、を備え、
制御装置は、センサを介した検出結果である回収量に相関する相関値を目標吸着量として取得する。
【０００８】
本開示による二酸化炭素回収システムによれば、上記したように、回収器から二酸化炭素回収タンクへと回収される二酸化炭素の回収量をセンサを介して検出する制御装置を備えている。そして、制御装置は、検出した回収量を取得するとともに、検出した回収量に相関する相関値を目標吸着量として取得する。よって、二酸化炭素回収システムは、電気化学セルによる二酸化炭素の目標吸着量を把握することが可能になる。
【０００９】
上記括弧内の参照番号は、本開示の理解を容易にすべく、後述する実施形態における具体的な構成との対応関係の一例を示すものにすぎず、なんら本開示の範囲を制限することを意図したものではない。
【００１０】
また、上記した本開示の特徴以外の、特許請求の範囲の各請求項に記載した技術的特徴に関しては、後述する実施形態の説明および添付図面から明らかになる。
【図面の簡単な説明】
（【００１１】以降は省略されています）

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