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公開番号2025065732
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-04-22
出願番号2023175130
出願日2023-10-10
発明の名称酸性ガス回収システム
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 20060101AFI20250415BHJP(物理的または化学的方法または装置一般)
要約【課題】電気化学セルを有する酸性ガス回収システムに関して、電気化学反応に際して生成される活性酸素の影響を抑えて、電気化学セルの性能低下を抑制した酸性ガス回収システムを提供する。
【解決手段】酸性ガス回収システムとしての二酸化炭素回収システム10は、作用極102及び対極103を有する電気化学セル101と、少なくとも活性酸素を還元する還元剤としての水を含む電解液108を有している。二酸化炭素回収システム10は、作用極102と対極103との間に第1電圧V1が印可された場合、対極103から作用極102への電子の供給に伴って、吸着対象に対してCO₂を吸着させて、酸性ガスを回収する。
【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酸性ガスと酸素を含有する酸性ガス含有ガスから前記酸性ガスを分離する酸性ガス回収システムであって、
作用極（１０２）及び対極（１０３）を有し、前記作用極と前記対極の間に対する電圧の印可により電子の授受が行われる電気化学セル（１０１）と、
前記作用極と前記対極との間において、少なくとも活性酸素を還元する還元剤を含む電解液（１０８）と、を有し、
前記作用極と前記対極との間に予め定められた第１電圧（Ｖ１）が印可された場合、
前記対極から前記作用極への電子の供給に伴って、吸着対象に対して前記酸性ガス含有ガスに含まれる前記酸性ガスを吸着させて、前記酸性ガスを回収する酸性ガス回収システム。
続きを表示（約 660 文字）【請求項２】
前記作用極（１０２）と前記対極（１０３）との間に前記第１電圧と異なる第２電圧（Ｖ２）が印可された場合、
前記対極に対する電子の供給に伴って、前記吸着対象から吸着されている前記酸性ガスを解離させて、前記酸性ガスを回収する請求項１に記載の酸性ガス回収システム。
【請求項３】
前記還元剤は、前記活性酸素と反応してＯＨ
－
を生成する請求項１又は２に記載の酸性ガス回収システム。
【請求項４】
前記還元剤は、プロトン性溶媒である請求項１又は２に記載の酸性ガス回収システム。
【請求項５】
前記還元剤は、水である請求項４に記載の酸性ガス回収システム。
【請求項６】
前記還元剤は、前記酸性ガス含有ガスに含まれるミスト若しくはガス形態を介して、前記電解液に添加されている請求項１又は２に記載の酸性ガス回収システム。
【請求項７】
前記酸性ガスは、ＣＯ
２
である請求項１又は２に記載の酸性ガス回収システム。
【請求項８】
前記電解液（１０８）は、溶媒及び前記還元剤としての水と、水中で電離する単一又は複数の物質からなる塩種を用いて構成されている請求項１又は２に記載の酸性ガス回収システム。
【請求項９】
前記電解液（１０８）の塩種として、イオンポテンシャルがＬｉより小さいカチオンを有する塩が用いられている請求項１又は２に記載の酸性ガス回収システム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、電気化学セルを用いた電気化学反応により酸性ガスを含む混合ガスから酸性ガスを回収する酸性ガス回収システムに関する。
続きを表示（約 1,600 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、電気化学セルにおける電気化学反応によって、酸性ガスを含む混合ガスから酸性ガスを回収する酸性ガス回収システムに関し、種々の技術が開発されている。例えば、酸性ガス回収システムに関する技術として、特許文献１に記載された技術が知られている。
【０００３】
特許文献１に記載された二酸化炭素回収システムでは、酸性ガスとして二酸化炭素ガスを対象とする酸性ガス回収システムである。特許文献１では、レドックス活性有機物（例えばアントラキノン）を用いずに電極表面に電界集中させることで、ＣＯ
２
に対し電荷移動させずにＣＯ
２
そのままの状態で吸着させるように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０２２－１７７８８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
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、活性酸素が生成される。活性酸素の生成によって１電子あたりのＣＯ
２
吸着量を示す電流効率が低下することが想定される。更に反応活性が高い活性酸素によって、電気化学セルを構成する電極材料等の分解が生じ、酸性ガス回収システムにおける電気化学セルの寿命を低下させる一因となることが考えられる。
【０００６】
本開示は、上記点に鑑みて、電気化学セルを有する酸性ガス回収システムに関して、電気化学反応に際して生成される活性酸素の影響を抑えて、電気化学セルの性能低下を抑制した酸性ガス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】
本開示の一態様に係る酸性ガス回収システムは、電気化学反応によって酸性ガスと酸素を含有する酸性ガス含有ガスから酸性ガスを分離する酸性ガス回収システムであって、電気化学セル（１０１）と、電解液（１０８）と、を有している。電気化学セルは、作用極（１０２）及び対極（１０３）を有し、作用極と対極の間に対する電圧の印可により電子の授受が行われる。電解液は、作用極と対極との間において、少なくとも活性酸素を還元する還元剤を含んでいる。そして、酸性ガス回収システムは、作用極と対極との間に予め定められた第１電圧（Ｖ１）が印可された場合、対極から作用極への電子の供給に伴って、吸着対象に対して酸性ガス含有ガスに含まれる酸性ガスを吸着させて、酸性ガスを回収する。
【０００８】
従って、本開示の一態様に係る酸性ガス回収システムによれば、還元剤を含む電解液を有する電気化学セルを用いた電気化学反応により、酸性ガス含有ガスから酸性ガスを回収することができる。又、電磁化学セルの作動に伴って活性酸素が生成された場合でも、電解液を構成する還元剤は活性酸素を分解（還元）する機能を有している為、活性酸素が電気化学セルの寿命や性能に及ぼす影響を小さく抑えることができる。
【０００９】
尚、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、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】
【００１０】
一実施形態に係る二酸化炭素回収システムを示す図である。
一実施形態に係る二酸化炭素回収装置の構成図である。
一実施形態に係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に関する説明図である。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

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