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公開番号2025131173
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-09-09
出願番号2024028734
出願日2024-02-28
発明の名称ハニカム構造体及び直接空気回収装置
出願人イビデン株式会社
代理人弁理士法人WisePlus
主分類B01D 53/14 20060101AFI20250902BHJP(物理的または化学的方法または装置一般)
要約【課題】 DACに用いられる構造体であって、外周壁の表面からの加熱に適した構造を有するハニカム構造体を提供する。
【解決手段】 CO₂を含む空気の流路となる複数の貫通孔を区画形成する隔壁と、外周に設けられた外周壁と、前記隔壁の表面に担持されたCO₂吸着体と、を備えるハニカム構造体であって、前記隔壁及び前記外周壁は炭化ケイ素からなり、開口率が65～86%であり、前記隔壁の表面積が、前記ハニカム構造体1cm³あたり20～36cm²であり、前記外周壁の表面から加熱することで、前記CO₂吸着体に吸着されたCO₂を脱離させて空気中のCO₂を回収する直接空気回収(DAC)用途に用いられる、ハニカム構造体
【選択図】図1

特許請求の範囲【請求項１】
ＣＯ
２
を含む空気の流路となる複数の貫通孔を区画形成する隔壁と、
外周に設けられた外周壁と、
前記隔壁の表面に担持されたＣＯ
２
吸着体と、を備えるハニカム構造体であって、
前記隔壁及び前記外周壁は炭化ケイ素からなり、
開口率が６５～８６％であり、
前記隔壁の表面積が、前記ハニカム構造体１ｃｍ
３
あたり２０～３６ｃｍ
２
であり、
前記外周壁の表面から加熱することで、前記ＣＯ
２
吸着体に吸着されたＣＯ
２
を脱離させて空気中のＣＯ
２
を回収する直接空気回収（ＤＡＣ）用途に用いられる、ハニカム構造体。
続きを表示（約 520 文字）【請求項２】
前記外周壁の表面からの加熱が電熱ヒーターによる加熱である請求項１に記載のハニカム構造体。
【請求項３】
前記外周壁の表面のうち加熱される領域の範囲が５０％以上である請求項１に記載のハニカム構造体。
【請求項４】
前記ＣＯ
２
吸着体はアミン類、ゼオライト類、及びＭＯＦ（金属有機構造体）類からなる群から選択された少なくとも１種である請求項１に記載のハニカム構造体。
【請求項５】
前記ハニカム構造体の、貫通孔の伸びる方向である長手方向に垂直な断面における断面積が１００～４００ｃｍ
２
である請求項１に記載のハニカム構造体。
【請求項６】
前記ハニカム構造体の、貫通孔の伸びる方向である長手方向の長さが１００～５００ｍｍである請求項１に記載のハニカム構造体。
【請求項７】
請求項１～６のいずれかに記載のハニカム構造体と、
前記ハニカム構造体の前記外周壁の表面に設けられたヒーターと、
前記ハニカム構造体から脱離したＣＯ
２
を収容する容器と、を備える直接空気回収（ＤＡＣ）装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハニカム構造体及び直接空気回収装置に関する。
続きを表示（約 1,900 文字）【背景技術】
【０００２】
二酸化炭素（ＣＯ
２
）の濃度が、大気温の上昇や、台風、洪水などの自然災害の機会が上昇する地球温暖化との強い相関性を示すことが広く知られている。
【０００３】
特許文献１には、空気中のＣＯ
２
を除去するための方法として、直接空気回収（ＤＡＣ：ＤｉｒｅｃｔＡｉｒＣａｐｔｕｒｅ）による方法が記載されている。ＤＡＣにおいては、アミンなどの吸着体にＣＯ
２
を吸脱着させるにあたり、吸着と脱離のサイクル数を増やし、容積あたりで効率的に空気からＣＯ
２
を除去することが望まれている。
【０００４】
特許文献１では、主に低圧蒸気を用いて吸着体を加熱することでＣＯ
２
を脱離させている。また、特許文献２には、ＤＡＣによるＣＯ
２
の回収ではなく発電機やプラント等から発生したＣＯ
２
を回収することを念頭に置いたＣＯ
２
回収装置が記載されており、反応層と加熱層を積層し、加熱層に水蒸気を流入させることで反応層を加熱してＣＯ
２
を脱離させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特表２０２３－５２０６０９号公報
特開２０２２－０６７４８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ＣＯ
２
を回収するにあたり、特許文献２の技術のように発電機やプラントからの排ガス中のＣＯ
２
を回収する場合などでは、近くに熱媒体（排熱）があるので、蒸気を利用してＣＯ
２
を脱離させることができる。一方、ＤＡＣのように空気中のＣＯ
２
を大気から除去する場合は近くに熱媒体がなく、蒸気を利用した加熱は難しい。
また、特許文献１に記載の技術では二酸化炭素捕獲構造体に蒸気を直接に流入させるため、回収した気体中に蒸気が混入し、回収した気体中のＣＯ
２
の濃度が低くなるという問題がある。この場合、回収した気体から蒸気を除去する装置が別途必要となる。
【０００７】
このような背景から、本発明者らは、構造体に蒸気を流入させるのではなく、構造体の外周壁の表面を加熱することにより、回収した気体中に蒸気が混入することを防止することについて検討した。
その過程で、構造体の構造を外周壁の表面からの加熱に適した構造にする必要があることを見出した。
【０００８】
本発明は、上記のような問題を鑑みてなされたものであり、ＤＡＣに用いられる構造体であって、外周壁の表面からの加熱に適した構造を有するハニカム構造体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】
【０００９】
本発明のハニカム構造体は、
ＣＯ
２
を含む空気の流路となる複数の貫通孔を区画形成する隔壁と、
外周に設けられた外周壁と、
前記隔壁の表面に担持されたＣＯ
２
吸着体と、を備えるハニカム構造体であって、
前記隔壁及び前記外周壁は炭化ケイ素からなり、
開口率が６５～８６％であり、
前記隔壁の表面積が、前記ハニカム構造体１ｃｍ
３
あたり２０～３６ｃｍ
２
であり、
前記外周壁の表面から加熱することで、前記ＣＯ
２
吸着体に吸着されたＣＯ
２
を脱離させて空気中のＣＯ
２
を回収する直接空気回収（ＤＡＣ）用途に用いられる、ハニカム構造体である。
【００１０】
本発明のハニカム構造体は、直接空気回収（ＤＡＣ）用途に用いられる。
ハニカム構造体の隔壁及び外周壁が炭化ケイ素からなると、炭化ケイ素は熱伝導率が高いので、同じくＤＡＣ用途に用いられうる他のセラミック製のハニカム構造体と比べて、外周壁の表面から加熱した際にハニカム構造体の中心部までの昇温に要する時間を短くすることができる。
昇温時間が短いということは、ＣＯ
２
の吸着量が同じ場合に、ＣＯ
２
の吸着と脱離のサイクル数を増やすことができることを意味し、ＤＡＣ用途に使用した際に効率的にＣＯ
２
を回収できるハニカム構造体となる。
（【００１１】以降は省略されています）

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