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公開番号2025173200
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-11-27
出願番号2024078670
出願日2024-05-14
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 20060101AFI20251119BHJP(物理的または化学的方法または装置一般)
要約【課題】被回収ガスの吸着量の低下を抑制できる電池化学セルを提供する。
【解決手段】電気化学反応によってCO₂を含有する混合ガスからCO₂を吸着および脱離する電気化学セルにおいて、作用極103と、対極105と、を備え、作用極103と対極105との間に電圧が印加されることで、対極105から作用極103に電子が供給され、作用極103は電子が供給されることに伴ってCO₂を吸着し、対極105は、金属酸化物を含有して構成されている。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
電気化学反応によって被回収ガスを含有する混合ガスから前記被回収ガスを吸着および脱離する電気化学セルであって、
作用極（１０３）と、対極（１０５）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前記被回収ガスを吸着し、
前記対極は、金属酸化物を含有して構成されている電気化学セル。
続きを表示（約 380 文字）【請求項２】
前記金属酸化物は、形成エネルギが－１．０ｅＶ以下において複数の価数状態を有する請求項１に記載の電気化学セル。
【請求項３】
前記対極は、ＲｕＯ
２
、ＭｎＯ
２
、ＩｒＯ
２
、ＣｕＯ、ＭｏＯ
２
、Ｖ
２
Ｏ
５
、ＷＯ
３
の少なくともいずれかを含有する請求項１に記載の電気化学セル。
【請求項４】
前記対極は、ＲｕＯ
２
、ＭｎＯ
２
、ＩｒＯ
２
の少なくともいずれかを含有する請求項１に記載の電気化学セル。
【請求項５】
前記被回収ガスは、ＣＯ
２
である請求項１ないし４のいずれか１つ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、電気化学セルに関する。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、電気化学反応によって、被回収ガス（例えばＣＯ
２
）を含む混合ガスから被回収ガスを吸着および脱離する電気化学セルが知られている。特許文献１には、作用極に被回収ガスを吸着する吸着材が設けられるとともに、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。対極活物質は、有機材料（例えば、ポリビニルフェロセン）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、吸着材は被回収ガスの吸着と脱離を切り替えることができ、対極活物質は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Ｏ
２
－
（スーパーオキシド）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おそれがある。この結果、作用極における被回収ガスの吸着量が低下する可能性がある。
【０００５】
本発明は、上記点に鑑みて、被回収ガスの吸着量の低下を抑制できる電池化学セル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、請求項１に記載の電気化学セルは、電気化学反応によって被回収ガスを含有する混合ガスから被回収ガスを吸着および脱離する電気化学セルにおいて、
作用極（１０３）と、対極（１０５）と、を備え、
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被回収ガスを吸着し、
対極は、金属酸化物を含有して構成されている。
【０００７】
これによれば、作用極で大気等に含まれるＯ
２
からＯ
２
－
が生成し、対極にＯ
２
－
が到達したとしても、対極の構成材料が酸化分解され難い。このため、対極の構成材料の酸化分解により電気化学セルの被回収ガス吸着量が低下することを抑制できる。
【０００８】
なお、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】
【０００９】
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。
一実施形態における二酸化炭素回収装置を示す図である。
一実施形態におけ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。
各金属酸化物に対する電気化学試験における静電容量を示すグラフである。
電気化学試験のサイクル数と作用電極の劣化率との関係を示す図である。
作用電極をＭｎＯ
２
とした際のＸＰＳスペクトルを示す図である。
作用電極をＲｕＯ
２
とした際のＸＰＳスペクトルを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本開示の一実施形態について図面を用いて説明する。本実施形態は、本開示における電気化学セルを、ＣＯ
２
を含有する混合ガスからＣＯ
２
を分離して回収する二酸化炭素回収システムに適用している。したがって、本実施形態の被回収ガスは、ＣＯ
２
である。なお、被回収ガスとして、ＣＯ
２
以外のガスを採用してもよい。
（【００１１】以降は省略されています）

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