JP2022505901A - 大気二酸化炭素の受動的回収のための装置、システム、および方法 - Google Patents
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Abstract
Description
[0001]本出願は、2018年10月29日出願の米国特許仮出願第62/752,319号、名称「Device, System, and Method for Direct Air Capture」の利益を主張し、また、2019年4月2日出願の米国特許仮出願第62/828,367号、名称「Device, System, and Method for Passive Air Capture of CO2」の利益を主張する。これら両方の開示全体は、参照により本明細書に組み込まれる。
[0014]本開示は、添付図面と併せて以下で説明され、図面では、同様の参照符号が同様の要素を指す。
Claims (24)
- 大気二酸化炭素の受動的回収のための装置であって、
開口部および収着剤再生システムを備える放出チャンバと、
前記放出チャンバに接続され、少なくとも1つの折りたたみ可能支持体と、前記少なくとも1つの折りたたみ可能支持体に接続され、それに沿って離隔している複数のタイルとを備える捕捉構造体であって、各タイルが収着剤材料を含み、前記捕捉構造体が、回収構成と放出構成との間で可動である、捕捉構造体と、
前記捕捉構造体が前記放出構成のときに、前記放出チャンバの前記開口部を覆う蓋と、
前記放出チャンバの内側と流体連通している、濃縮ガスの生成物流れを受けるように構成された生成物出口と
を備え、
前記回収構成は、前記捕捉構造体の少なくとも一部分を空気流に対して暴露し、前記複数のタイルの前記収着剤材料が大気二酸化炭素を捕捉できるようにするために、前記放出チャンバから上向きに延在している前記捕捉構造体を含み、
前記放出構成は、折りたたまれた前記捕捉構造体の前記少なくとも1つの折りたたみ可能支持体と、前記放出チャンバの前記開口部を覆っている前記蓋と、捕捉された二酸化炭素を前記収着剤材料から放出し、前記放出チャンバ内で濃縮ガスを生成するために、前記収着剤再生システムが前記複数のタイルに作用できるように前記放出チャンバの内側に十分に囲まれている前記複数のタイルと、を含む、
装置。 - 前記収着剤材料が湿度スイング収着剤材料であり、
前記収着剤再生システムが、放出媒体と放出媒体エミッタとを備え、
前記放出媒体が、液状水およびスチームのうちの1つである、
請求項1に記載の装置。 - 前記収着剤材料が熱スイング収着剤材料であり、
前記収着剤再生システムが熱源を備える、
請求項1に記載の装置。 - 前記熱源が、スチームを放出するように構成された放出媒体エミッタである、
請求項3に記載の装置。 - 前記放出チャンバが、掃引ガス源に接続され、前記放出チャンバに掃引ガスを導入して前記濃縮ガスを押しのけるように構成された、掃引ガス入口をさらに備える、
請求項1~4のいずれか一項に記載の装置。 - 前記掃引ガスがスチームである、
請求項5に記載の装置。 - 前記複数のタイルのうちの各タイルが、実質的に平面状である、
請求項1~3のいずれか一項に記載の装置。 - 前記複数のタイルのうちの各タイルについて、前記収着剤材料が、前記タイルの表面にゼロより大きい角度で接続された複数の収着剤表面を含む、
請求項7に記載の装置。 - 前記複数のタイルのうちの各タイルが孔を含む、
請求項1または7に記載の装置。 - 前記複数のタイルのうちの各タイルが、上側フレームおよび下側フレームを備え、
前記収着剤材料が前記上側フレームと前記下側フレームとの間に挟まれる、
請求項1または7に記載の装置。 - 前記捕捉構造体に接続されたアクチュエータと、
前記アクチュエータに通信可能に接続され、前記アクチュエータを駆動して前記捕捉構造体を前記回収構成と前記放出構成との間で動かすように構成された制御システムと
をさらに備える、
請求項1~3のいずれか一項に記載の装置。 - 前記制御システムに通信可能に接続された少なくとも1つのセンサをさらに備え、
前記制御システムが、前記少なくとも1つのセンサから受信した信号に基づき、少なくとも1つの周囲条件を判定し、前記少なくとも1つの周囲条件に基づき、前記アクチュエータを自律的に駆動して前記捕捉構造体を前記回収構成と前記放出構成との間で動かすように構成され、
前記少なくとも1つの周囲条件が、温度、湿度、および風速のうちの少なくとも1つを含む、
請求項11に記載の装置。 - 少なくとも1つのバッフルをさらに備える、
請求項1に記載の装置。 - 大気二酸化炭素を回収するための、放出チャンバおよび捕捉構造体を備える受動的回収装置を、制御システムによって駆動されるアクチュエータを用いて前記捕捉構造体を動かして回収構成にすることによって準備するステップであって、前記捕捉構造体が、少なくとも1つの折りたたみ可能支持体と、前記少なくとも1つの折りたたみ可能支持体に接続され、それに沿って離隔した複数のタイルとを備え、各タイルが収着剤材料を含み、前記回収構成が、前記放出チャンバから上向きに延在している前記捕捉構造体を含む、準備するステップと、
前記複数のタイルの前記収着剤材料が大気二酸化炭素を捕捉できるようにするために、前記捕捉構造体の少なくとも一部分を空気流に暴露するステップと、
前記少なくとも1つの折りたたみ可能支持体が折りたたまれ、前記複数のタイルが完全に前記放出チャンバの内側に入るように、前記アクチュエータを駆動して前記捕捉構造体を下げて前記放出チャンバに入れることにより、前記捕捉構造体を放出構成にするステップと、
前記放出チャンバを蓋で閉じて、前記放出チャンバの内側に前記複数のタイルを閉じ込めるステップと、
収着剤再生システムを用いて前記収着剤材料に作用して、前記捕捉された二酸化炭素を放出させ、前記放出チャンバ内で濃縮ガスを生成することにより、前記複数のタイルの前記収着剤材料を再生するステップと、
前記放出チャンバに導入された掃引ガスで濃縮ガスを押しのけることにより、前記放出チャンバの内側と流体連通している生成物出口を通して、前記濃縮ガスの生成物流れを放出するステップと
を含む、大気二酸化炭素の受動的回収のための方法。 - 前記収着剤材料が湿度スイング収着剤材料であり、
前記収着剤再生システムが、放出媒体と放出媒体エミッタとを備え、
前記放出媒体が、液状水およびスチームのうちの1つである、
請求項14に記載の方法。 - 前記収着剤材料が熱スイング収着剤材料であり、
前記収着剤再生システムが熱源を備える、
請求項14に記載の方法。 - 前記熱源が、スチームを放出するように構成された放出媒体エミッタである、
請求項16に記載の方法。 - 前記制御システムに通信可能に接続された少なくとも1つのセンサから受信した信号に基づき、前記受動的回収装置の現地の少なくとも1つの周囲条件を判定するステップと、
前記少なくとも1つの周囲条件に基づき、前記捕捉構造体にとって最適な暴露時間を判定するステップと
をさらに含む、
請求項14~16のいずれか一項に記載の方法。 - 前記掃引ガスが、空気、窒素、水蒸気、およびスチームのうちの1つである、
請求項14に記載の方法。 - 少なくとも1つの受動的回収クラスタであって、各受動的回収クラスタが、少なくとも2つの受動的回収装置を備え、各受動的回収装置が、
開口部および収着剤再生システムを備える放出チャンバと、
前記放出チャンバに接続され、少なくとも1つの折りたたみ可能支持体と、前記少なくとも1つの折りたたみ可能支持体に接続され、それに沿って離隔している複数のタイルとを備える捕捉構造体であって、各タイルが収着剤材料を含み、前記捕捉構造体が、回収構成と放出構成との間で可動である、捕捉構造体と、
前記捕捉構造体が前記放出構成のときに、前記放出チャンバの前記開口部を覆う蓋と、
前記捕捉構造体に接続されたアクチュエータと、 前記放出チャンバの内側と流体連通している、濃縮ガスの生成物流れを受けるように構成された生成物出口と
を備える、少なくとも1つの受動的回収クラスタと、
各受動的回収クラスタに通信可能に接続され、前記アクチュエータを駆動して、少なくとも1つの受動的回収装置の前記捕捉構造体を前記回収構成と前記放出構成との間で動かすように構成された制御システムと
を備え、
同じクラスタ内の各受動的回収装置の前記生成物出口が、流体連通しており、
各受動的回収装置について、前記回収構成は、前記捕捉構造体の少なくとも一部分を空気流に対して暴露し、前記複数のタイルの前記収着剤材料が大気二酸化炭素を捕捉できるようにするために、前記放出チャンバから上向きに延在している前記捕捉構造体を含み、
各受動的回収装置について、前記放出構成は、折りたたまれた前記捕捉構造体の前記少なくとも1つの折りたたみ可能支持体と、前記放出チャンバの前記開口部を覆っている前記蓋と、捕捉された二酸化炭素を前記収着剤材料から放出し、前記放出チャンバ内で濃縮ガスを生成するために、前記収着剤再生システムが前記複数のタイルに作用できるように前記放出チャンバの内側に十分に囲まれている前記複数のタイルと、を含む、
大気二酸化炭素の受動的回収のためのシステム。 - 各クラスタの前記少なくとも2つの受動的回収装置が、同じアクチュエータを共有する、
請求項20に記載のシステム。 - 同じクラスタ内の各受動的回収装置の前記放出チャンバが流体連通しており、
1つの回収装置の前記濃縮ガスが、隣接する回収装置の前記放出チャンバを通って掃引されることが可能である、
請求項20または21に記載のシステム。 - 前記制御システムに通信可能に接続された少なくとも1つのセンサをさらに備え、
前記制御システムが、前記少なくとも1つのセンサから受信した信号に基づき、少なくとも1つの周囲条件を判定し、前記少なくとも1つの周囲条件に基づき、少なくとも1つのアクチュエータを自律的に駆動して、少なくとも1つの捕捉構造体を前記回収構成と前記放出構成との間で動かすように構成され、
前記少なくとも1つの周囲条件が、温度、湿度、および風速のうちの少なくとも1つを含む、
請求項20~22のいずれか一項に記載のシステム。 - 前記制御システムが、前記受動的回収装置を順番に動作させて、濃縮ガスの継続的な生成物流れを作り出すように構成された、
請求項23に記載のシステム。
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