[发明专利]二氧化碳处理装置、二氧化碳处理方法及碳化合物的制造方法

说明书

本发明提供二氧化碳的回收及还原的能量效率及二氧化碳的损失降低效果高的二氧化碳处理装置、二氧化碳处理方法及碳化合物的制造方法。二氧化碳处理装置(100)具备回收二氧化碳的回收装置(1)、电化学地还原二氧化碳的电化学反应装置(2)以及pH调整器(52)，阴极侧电解液的pH变得比阳极侧电解液的pH高，从浓缩部(11)向阴极(21)的与阳极(22)相反侧的气体流路供给二氧化碳气体，在阴极(21)而二氧化碳气体被还原。

技术领域

本发明涉及二氧化碳处理装置、二氧化碳处理方法及碳化合物的制造方法。

背景技术

回收废气、大气中的二氧化碳并电化学地还原来得到有价物的技术是存在达成碳中和的可能性的有希望的技术，但经济性是最大的课题。为了改善经济性，在二氧化碳的回收及还原中，提高能量效率，并且减小二氧化碳的损失是重要的。

作为回收二氧化碳的技术，已知有如下技术：在使气体中的二氧化碳物理或化学地吸附于固体或液体的吸附剂后，通过热等能量使其脱离而予以利用。另外，作为将二氧化碳电化学地还原的技术，已知有如下技术：对于在气体扩散层的与电解液相接一侧使用二氧化碳还原催化剂来形成有催化剂层的阴极，从气体扩散层的与催化剂层相反侧供给二氧化碳气体来进行电化学地还原(专利文献1)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：国际公开第2018/232515号

发明内容

发明要解决的课题

二氧化碳还原是存在达成碳中和的可能性的有希望的技术，但经济性是最大的课题。为了改善经济性，能量效率良好地回收二氧化碳，无损失地进行变换成为重要。

在二氧化碳电解中成为能量损失的一个原因的是由于与目标的二氧化碳还原反应不相关的副反应的水电解引起的氢产生。根据阴极/阳极各自的催化剂的劣化状态，仅仅是控制电压的话不能抑制氢的生成。

本发明的课题在于提供二氧化碳的回收及还原的能量效率及二氧化碳的损失降低效果高的二氧化碳处理装置、二氧化碳处理方法及碳化合物的制造方法。

用于解决课题的手段

本发明采用以下的方案。

(1)本发明的一方案的二氧化碳处理装置(例如，实施方式的二氧化碳处理装置100)具备：回收装置(例如，实施方式的回收装置1)，其回收二氧化碳；电化学反应装置(例如，实施方式的电化学反应装置2)，其将二氧化碳电化学地还原；以及pH调整器(例如，实施方式的pH调整器52)，所述回收装置具备：吸收部(例如，实施方式的吸收部12)，其使由强碱性水溶液构成的阳极侧电解液和二氧化碳气体接触，使二氧化碳溶解吸收于所述阳极侧电解液；和浓缩部(例如，实施方式的浓缩部11、13)，其将二氧化碳浓缩，所述电化学反应装置具备：阳极(例如，实施方式的阳极22)；阴极(例如，实施方式的阴极21)；设置于所述阳极与所述阴极之间的阴离子交换膜(例如，实施方式的阴离子交换膜23)；设置于所述阳极与所述阴离子交换膜之间且供利用所述吸收部吸收了二氧化碳的所述阳极侧电解液流动的液流路(例如，实施方式的液流路29a)；以及设置于所述阴极与所述阴离子交换膜之间且供利用所述pH调整器调整了pH的由强碱性水溶液构成的阴极侧电解液流动的液流路(例如，实施方式的液流路28a)，所述阴极侧电解液的pH比所述阳极侧电解液的pH高，从所述浓缩部向所述阴极的与所述阳极相反侧的气体流路(例如，实施方式的气体流路24a)供给二氧化碳气体，在所述阴极处二氧化碳气体被还原。

(2)也可以是，本发明的一方案的二氧化碳处理装置还具备向所述电化学反应装置供给电力的电源贮存装置(例如，实施方式的电源贮存装置3)，所述电源贮存装置具备将可再生能量变换为电能的变换部(例如，实施方式的变换部31)和将由所述变换部变换的电能贮存的贮存部(例如，实施方式的贮存部32)。