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公開番号2024125604
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-09-19
出願番号2023033526
出願日2023-03-06
発明の名称二酸化炭素吸収還元溶液、二酸化炭素吸収還元装置、及び二酸化炭素吸収還元方法
出願人三菱重工業株式会社,国立大学法人東京工業大学
代理人SSIP弁理士法人
主分類C25B 1/23 20210101AFI20240911BHJP(電気分解または電気泳動方法;そのための装置)
要約【課題】電気化学的に二酸化炭素を還元することにより一酸化炭素を高い選択率で生成するために使用できる二酸化炭素吸収還元溶液、二酸化炭素吸収還元装置、及び二酸化炭素吸収還元方法を提供する。
【解決手段】二酸化炭素吸収還元溶液は、非プロトン性極性溶媒中に、レニウムを中心金属とする0.01～100mMの金属錯体と、0.5～5Mの1級アミン又は2級アミンとを含む。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
非プロトン性極性溶媒中に、レニウムを中心金属とする０．０１～１００ｍＭの金属錯体と、０．５～５Ｍの１級アミン又は２級アミンとを含む二酸化炭素吸収還元溶液。
続きを表示（約 960 文字）【請求項２】
前記１級アミンは及び前記２級アミンはアルキルアミン又はアルカノールアミンである、請求項１に記載の二酸化炭素吸収還元溶液。
【請求項３】
Ｒを直鎖状のアルキル基とすると、前記アルキルアミンは、Ｒ
２
－ＮＨで表される２級のアルキルアミンであり、前記アルカノールアミンは、（ＨＯＲ）
２
－ＮＨで表される２級のアルカノールアミンである、請求項２に記載の二酸化炭素吸収還元溶液。
【請求項４】
０．１～１Ｍの支持電解質をさらに含む、請求項１～３のいずれか一項に記載の二酸化炭素吸収還元溶液。
【請求項５】
前記金属錯体は、前記中心金属に配位する配位子を含み、
前記配位子は、２つ以上のカルボニル基及び２つ以上の窒素原子含有複素環を有する、請求項１～３のいずれか一項に記載の二酸化炭素吸収還元溶液。
【請求項６】
前記２つ以上の窒素原子含有複素環の少なくとも１つは、アルキル基、カルボキシ基又はヒドロキシ基を含む少なくとも１つの置換基を有する、請求項５に記載の二酸化炭素吸収還元溶液。
【請求項７】
前記非プロトン性極性溶媒は、Ｎ－メチルピロリドリン、ジクロロメタン、テトラヒドロフラン、酢酸エチル、アセトン、ジメチルホルムアミド、アセトニトリル、ジメチルスルホキシド、又は炭酸プロピレンである、請求項１～３のいずれか一項に記載の二酸化炭素吸収還元溶液。
【請求項８】
アミジン構造又はグアニジン構造を有する塩基性の添加剤を含み、前記添加剤の濃度は２～５００ｍＭである、請求項１～３のいずれか一項に記載の二酸化炭素吸収還元溶液。
【請求項９】
請求項１～３のいずれか一項に記載の二酸化炭素吸収還元溶液を収容する電気分解装置を備える二酸化炭素吸収還元装置。
【請求項１０】
二酸化炭素を吸収した前記二酸化炭素吸収還元溶液を電気分解装置内に供給するための供給ラインと、
前記電気分解装置内から前記二酸化炭素吸収還元溶液が流出する流出ラインと
を備える、請求項９に記載の二酸化炭素吸収還元装置。
（【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】
本開示は、二酸化炭素吸収還元溶液、二酸化炭素吸収還元装置、及び二酸化炭素吸収還元方法に関する。
続きを表示（約 1,500 文字）【背景技術】
【０００２】
発電プラントや化学プラント等において化石燃料を燃焼することで大量の二酸化炭素が排出され、地球温暖化の一因となっている。このため、二酸化炭素を回収して有効利用したり、二酸化炭素を有価物に変換して利用したりする炭素循環プロセスに注目が集まっている。二酸化炭素を有価物に変換する方法として、電気化学的な還元や光エネルギーを活用した光電気化学的な還元等が挙げられる。このような電気化学的及び光電気化学的な還元には、触媒として金属錯体を使用することができる。特許文献１には、二酸化炭素を有価物としてのシュウ酸に電気化学的に還元する方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特表２０２１－５１６２９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１には、具体的な記載はないものの、二酸化炭素を一酸化炭素に電気化学的に還元できると記載されているが、この方法には、一酸化炭素の選択率が低いという一般的な課題が存在すると考えられる。
【０００５】
上述の事情に鑑みて、本開示の少なくとも１つの実施形態は、電気化学的に二酸化炭素を還元することにより一酸化炭素を高い選択率で生成するために使用できる二酸化炭素吸収還元溶液、二酸化炭素吸収還元装置、及び二酸化炭素吸収還元方法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】
【０００６】
上記目的を達成するため、本開示に係る二酸化炭素吸収還元溶液は、非プロトン性極性溶媒中に、レニウムを中心金属とする０．０１～１００ｍＭの金属錯体と、０．５～５Ｍの１級アミン又は２級アミンとを含む。
【発明の効果】
【０００７】
本開示の二酸化炭素吸収還元溶液によれば、二酸化炭素を電気化学的に還元するための電解液としてこの二酸化炭素吸収還元溶液を使用することにより、一酸化炭素を高い選択率で生成することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
本開示の一実施形態に係る二酸化炭素吸収還元装置の構成模式図である。
本開示の変形例に係る二酸化炭素吸収還元装置の構成模式図である。
本開示の別の変形例に係る二酸化炭素吸収還元装置の構成模式図である。
実施例１～３及び比較例１の実験を行った実験装置の構成模式図である。
実施例１の実験結果を表すグラフである。
実施例３の実験結果を表すグラフである。
比較例１の実験結果を表すグラフである。
二酸化炭素吸収還元溶液中のテトラメチルグアニジンの濃度に対する一酸化炭素及び水素の選択率の関係を表すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本開示の実施形態による二酸化炭素吸収還元溶液について、図面に基づいて説明する。以下で説明する実施形態は、本開示の一態様を示すものであり、この開示を限定するものではなく、本開示の技術的思想の範囲内で任意に変更可能である。
【００１０】
＜本開示の一実施形態に係る二酸化炭素吸収還元溶液＞
本開示の一実施形態に係る二酸化炭素吸収還元溶液は、電気分解の電解液として使用されるものであり、電解液に供給された二酸化炭素が電気化学的に、具体的には電気分解により一酸化炭素に還元される。この二酸化炭素吸収還元溶液は、非プロトン性極性溶媒中に金属錯体と、１級アミン又は２級アミンとを含んでいる。二酸化炭素吸収還元溶液中の１級アミン又は２級アミンの濃度は０．５～５Ｍである。
（【００１１】以降は省略されています）

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