発明の名称　二酸化炭素分解装置

特許番号　　特許第４０４５５３１号

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（工業所有権情報・研修館より引用）
【発明が解決しようとする課題】
化石燃料の消費量は年々増大し続けており、これに伴って、大気中の二酸化炭素の濃度も急速に高まっている。だが二酸化炭素濃度の上昇は、昨今、至るところで、その兆しを見せ始めている地球温暖化現象の原因の一つであると考えられており、それを効果的に抑止するための新技術の開発が、目下、さまざまな研究機関で鋭意進められている。
【０００３】
ところで、大気中から二酸化炭素を除去すること自体は比較的容易である。だが、大気中から抽出された二酸化炭素を、それが再び環境に悪影響を及ぼさないように処分（無害化処理）するのは非常に難しい。その処分方法としては、▲１▼大気中から抽出された二酸化炭素を固体化、つまりドライアイス状態として深海などに投棄する方法や、▲２▼水素を強制的に二酸化炭素と結合させて、それをアルコールなどの炭化水素化合物に変換する方法が知られている。
【０００４】
だが、こうした方法を含むいかなる従来技術でも、二酸化炭素の無害化処理には膨大なエネルギーの投入が不可欠であり、このためコストが非常に高くついてしまい効率がよくない。その上、エネルギーの消費は、新たな二酸化炭素の排出を伴うので、できるだけ避けねばならない。
【０００５】
したがって、本発明が解決しようとする課題は、膨大なエネルギーを投入することなく、二酸化炭素を効率よく無害化処理（分解処理）できる二酸化炭素分解装置を提供することである。殊に、僅かなエネルギーを投入するだけで、あるいは逆にエネルギーを創出しながら、二酸化炭素を効率よく無害化処理（分解処理）できる二酸化炭素分解装置を提供することである。

【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するべく研究を推し進める過程で、本発明者は、上記二酸化炭素の分解処理を、燃料電池の反応プロセスを利用して行わせることができないであろうかと考えた。
【０００７】
周知のとおり燃料電池は、一般に、活物質である水素および酸素を電解質層（水素イオン透過層）を介して反応させ、電子の流れを、したがって電力を発生させる仕組みとなっている。本発明者は、この反応で消費される酸素として、炭素と共同で二酸化炭素分子を構成しているものを利用することを思いついた。
【０００８】
すなわち、上記活物質として水素および二酸化炭素を供給し、この二酸化炭素から得た酸素を水素と反応させれば、電力を発生させながら、それと同時に二酸化炭素を分解して炭素を取り出すことが可能となる。そしてこの結果、膨大なエネルギーを投入することなく、二酸化炭素を効率よく無害化処理（分解処理）できるようになる。更に詳しく言うと、上記手法を用いれば、ごく僅かなエネルギーを投入するだけで、あるいは逆にエネルギー（すなわち電力）を創出しながら、二酸化炭素をそれが環境に悪影響を与えないよう効率よく無害化処理（分解処理）できるようになる。
【０００９】
しかしながら、このような機能を備えた実用的な装置、すなわち二酸化炭素分解装置を実現するには、その構造をいかなるものとすればよいか、という問題が依然として残されていた。本発明者は、こうした実情に鑑み、鋭意研究を推し進めた。そしてその所産として、この二酸化炭素分解装置の要部、つまり燃料電池においては酸素極に相当する部分を、酸素欠陥マグネタイト（Ｆｅ_３Ｏ_４－δ）を用いて構成すればよいことを突き止めた。更に正確に言うと、酸素極としての役割を果す構成要素の表面に、酸素欠陥マグネタイトの層（酸素捕獲層）を形成しておけば、二酸化炭素を効率よく分解つまり無害化し、残滓として炭素を排出するような二酸化炭素分解装置を実現できることを見出した。
以下省略。

【特許請求の範囲】
【請求項１】
二酸化炭素を分解して、この二酸化炭素から炭素を取り出すのに用いられる装置であって、
水素イオンのみを、互いに対向する一面側から他面側へ透過させる機能を備えた水素イオン透過層と、
この水素イオン透過層の他面側に設けられた、酸素をイオン化する機能を備えた第１の電極と、
この第１の電極との間に、二酸化炭素を流入させるための空隙が形成されるよう設けられた第１の支持体と、
前記水素イオン透過層の一面側に設けられた、水素をイオン化する機能を備えた第２の電極と、
この第２の電極との間に、水素を流入させるための空隙が形成されるよう設けられた第２の支持体と
を具備し、
前記第１の電極は多孔質材料から構成されてなると共に、前記第１の電極の表面には、酸素欠陥マグネタイトからなる酸素捕獲層が形成されてなることを特徴とする二酸化炭素分解装置。
【請求項２】以下省略。

図面
【図1】