特許ウォッチ

公開番号2024135922
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-10-04
出願番号2023046828
出願日2023-03-23
発明の名称電気化学セル
出願人株式会社デンソー
代理人弁理士法人かいせい特許事務所
主分類B01D 53/32 20060101AFI20240927BHJP(物理的または化学的方法または装置一般)
要約【課題】CO₂を吸着する電気化学セルにおいて、電流効率の低下を抑制する。
【解決手段】電気化学反応によってCO₂含有ガスからCO₂を分離する電気化学セルにおいて、作用極102と、対極103と、電解質106と、を備える。作用極と対極との間に第1電圧が印加されることで、対極から作用極に電子が供給され、作用極はCO₂を吸着し、作用極と対極との間に第2電圧が印加されることで、作用極から対極に電子が供給され、作用極からCO₂が脱離される。対極には、活物質が設けられておらず、かつ、多孔質材料が用いられている。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項１】
電気化学反応によってＣＯ
２
を含有するＣＯ
２
含有ガスからＣＯ
２
を吸着および脱離する電気化学セルであって、
作用極（１０２）と、対極（１０３）と、前記作用極および前記対極を覆う電解質（１０６）と、を備え、
前記作用極と前記対極との間に電圧が印加されることで、前記対極から前記作用極に電子が供給され、前記作用極は電子が供給されることに伴ってＣＯ
２
を吸着し、
前記対極には、活物質が設けられておらず、かつ、多孔質材料が用いられている電気化学セル。
続きを表示（約 350 文字）【請求項２】
前記作用極には、活物質が設けられておらず、かつ、多孔質材料が用いられている請求項１に記載の電気化学セル。
【請求項３】
前記多孔質材料は、ステンレス鋼である請求項１または２に記載の電気化学セル。
【請求項４】
前記多孔質材料は、炭素材料である請求項１または２に記載の電気化学セル。
【請求項５】
前記電解質は、非プロトン性電解質である請求項１または２に記載の電気化学セル。
【請求項６】
前記非プロトン性電解質は、［ＢＭＩＭ］［ＴＦＳＩ］、［ＴＭＰＡ］［ＴＦＳＩ］、［Ｐｙｒｒｏ］［ＴＦＳＩ］、［ＢＭＩＭ］［Ｔｆｂ］、［ＥＭＩＭ］［ＴＦＳＩ］の少なくともいずれかのイオン液体である請求項５に記載の電気化学セル。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、二酸化炭素を吸着する電気化学セルに関する。
続きを表示（約 1,600 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、電気化学反応によってＣＯ
２
を含む混合ガスからＣＯ
２
を回収する電気化学セルが知られている。特許文献１には、作用極にＣＯ
２
吸着材が設けられ、対極に対極活物質が設けられた電気化学セルが開示されている。ＣＯ
２
吸着材および対極活物質は、有機材料からなる電気活性種である。作用極と対極の間の電位差を変化させることで、ＣＯ
２
吸着材はＣＯ
２
の吸着と脱離を切り替えることができ、対極活物質はＣＯ
２
吸着材との間で電子の授受を行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２２－６７５４５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、大気などのＯ
２
の存在下で電気化学セルを作動させると、Ｏ
２
に対して電荷移動が生じ、活性酸素の一種であるスーパーオキシドＯ
２
－
が作用極で生成する。作用極で生成したＯ
２
－
が対極に拡散すると、有機材料からなる対極活物質が活性酸素によって酸化分解し、対極から作用極への電子供給量が低下する。この結果、作用極におけるＣＯ
２
吸着量が低下する。
【０００５】
本発明は上記点に鑑み、ＣＯ
２
を吸着する電気化学セルにおいて、ＣＯ
２
吸着量の低下を抑制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、請求項１に記載の発明は、電気化学反応によってＣＯ
２
を含有するＣＯ
２
含有ガスからＣＯ
２
を吸着および脱離する電気化学セルであって、作用極（１０２）と、対極（１０３）と、前記作用極および対極を覆う電解質（１０６）と、を備える。作用極と対極との間に電圧が印加されることで、対極から作用極に電子が供給され、作用極は電子が供給されることに伴ってＣＯ
２
を吸着する。対極には、活物質が設けられておらず、かつ、多孔質材料が用いられている。
【０００７】
これにより、作用極でＣＯ
２
含有ガスに含まれるＯ
２
からＯ
２
－
が生成し、対極にＯ
２
－
が到達したとしても、対極活物質が酸化分解することがない。このため、対極活物質の酸化分解による電気化学セルのＣＯ
２
吸着量の低下を抑制することができる。
【０００８】
なお、上記各構成要素の括弧内の符号は、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る。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
本発明の実施形態の二酸化炭素回収システムを示す図である。
二酸化炭素回収装置を示す図である。
電気化学セルの断面図である。
二酸化炭素回収装置のＣＯ
２
回収モードとＣＯ
２
放出モードでの作動を説明するための図である。
実施例および比較例における電気化学セルのＣＯ
２
吸着能力を示す図表である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。図１に示すように、本実施形態の二酸化炭素回収システム１０は、圧縮機１１、二酸化炭素回収装置１００、流路切替弁１２、二酸化炭素利用装置１３、制御装置１４が設けられている。
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許