JP2023010045A - Carbon dioxide treatment system and carbon dioxide treatment method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、二酸化炭素処理システム及び二酸化炭素処理方法に関する。 The present invention relates to a carbon dioxide treatment system and a carbon dioxide treatment method.
発電所、工業製品製造プラント、各種交通機関など、様々な社会インフラから放出される温室効果ガスは、地球温暖化の原因物質として、その可及的な低減が喫緊の社会的な課題となっている。特に化石燃料の燃焼等から発生する二酸化炭素(CO2)は、温室効果ガスの主要な要素であり、生成自体を低減、抑止するとともに、発生したCO2を環境から排除するための試みもいろいろと提案されている。 Greenhouse gases emitted from various social infrastructure, such as power plants, industrial product manufacturing plants, and various forms of transportation, are substances that cause global warming, and reducing them as much as possible has become an urgent social issue. there is In particular, carbon dioxide (CO 2 ), which is generated from the combustion of fossil fuels, is a major component of greenhouse gases. is proposed.
例えば特許文献1は、触媒としてアルカリ珪酸化物を用いた熱処理により、連続的にCO2を分解可能とすべく、アルカリ珪酸化物が保持された部分である触媒保持部を加熱することで、触媒保持部を通過する二酸化炭素を炭素と酸素とに分解する分解処理に用いられる装置を開示している。この装置は、アルカリ珪酸化物を少なくとも含む、触媒が保持された領域である触媒保持領域と、アルカリ珪酸化物の表面に生成される炭素を、表面から剥離させる炭素剥離機構と、内部に触媒保持領域及び炭素剥離機構が収容されており、少なくとも触媒保持領域が加熱設備により所定の温度まで加熱されるとともに、生成した炭素及び酸素が排出口から排出されるチャンバーと、チャンバー内の触媒保持領域に対して二酸化炭素含有ガスを導入する二酸化炭素含有ガス導入部と、排出口から排出された炭素を回収する集塵機とを備える(要約書)。
For example,
しかしながら、特許文献1に記載されている装置では、触媒として用いるアルカリ珪酸化物を保持する触媒保持部を設けており、アルカリ珪酸化物の失活を防いで連続的なCO2分解処理を実現するためにアルカリ珪酸化物表面に付着する炭素粒子を剥離する構成を導入している。より低コストでのCO2分解処理を実現するためには、例えば触媒を利用しない、よりシンプルなCO2分解処理のための構成が望まれている。
However, the device described in
本発明は、上記の及び他の課題を解決するためになされたもので、可及的に簡易な構成によりCO2の連続分解処理を可能とする二酸化炭素処理システム及び二酸化炭素処理方法を提供することを一つの目的としている。 The present invention has been made to solve the above and other problems, and provides a carbon dioxide treatment system and a carbon dioxide treatment method that enable continuous decomposition treatment of CO 2 with a simple configuration as much as possible. One purpose is to
上記の及び他の目的を達成するための、本発明の一態様は、二酸化炭素を含む流体を取り込み、大気圧低温プラズマと接触させることにより前記二酸化炭素を正に帯電した炭素原子と負に帯電した酸素原子とに電離させる二酸化炭素分解部と、電離した前記炭素原子と前記酸素原子とを含む流体の流れ方向に沿って、前記二酸化炭素分解部の下流において、流れの上流側に配置された上流側電極と流れの下流側に配置された下流側電極とを備えており、前記上流側電極と前記下流側電極とを交互に正電位と負電位とにするように構成され、前記上流側電極と前記下流側電極のうち正電位とされている電極によって前記正に帯電した炭素原子が減速され、前記上流側電極及び前記下流側電極近傍に設けられた捕集手段によって固体炭素として捕集されるように構成された分離部とを備えている二酸化炭素処理システムである。 To achieve the above and other objectives, one aspect of the present invention is to entrain a fluid comprising carbon dioxide and contact the carbon dioxide with a positively charged carbon atom and a negatively charged carbon atom by contacting the carbon dioxide with an atmospheric pressure cold plasma. a carbon dioxide decomposition section that ionizes into the oxygen atoms that have been decomposed, and a fluid that contains the ionized carbon atoms and the oxygen atoms. an upstream electrode and a downstream electrode positioned downstream of the flow, wherein the upstream electrode and the downstream electrode are configured to alternately apply positive and negative potentials; The positively charged carbon atoms are decelerated by the electrode having a positive potential among the electrode and the downstream electrode, and are collected as solid carbon by collecting means provided in the vicinity of the upstream electrode and the downstream electrode. and a separation section configured to.
また本発明の他の態様の一つは、二酸化炭素を含む流体を流路内に取り込み、大気圧低温プラズマと接触させて前記二酸化炭素を、正に帯電した炭素原子と負に帯電した酸素原子とに電離させ、前記流路に沿って移動する、電離した前記炭素原子を、正電位を有する電極により減速させるとともに、電離した前記酸素原子を、前記正電位を有する電極により加速させて、前記炭素原子と前記酸素原子とを分離し、前記炭素原子を捕集手段により固体炭素として捕集する、二酸化炭素処理方法である。 In another aspect of the present invention, a fluid containing carbon dioxide is taken into a flow channel and brought into contact with an atmospheric pressure low-temperature plasma to convert the carbon dioxide into positively charged carbon atoms and negatively charged oxygen atoms. and the ionized carbon atoms moving along the channel are decelerated by the electrode having a positive potential, and the ionized oxygen atoms are accelerated by the electrode having a positive potential, The carbon dioxide treatment method comprises separating the carbon atoms and the oxygen atoms, and collecting the carbon atoms as solid carbon by a collecting means.
本発明によれば、可及的に簡易な構成によりCO2の連続分解処理を可能とする二酸化炭素処理システム及び二酸化炭素処理方法が提供される。 According to the present invention, there are provided a carbon dioxide treatment system and a carbon dioxide treatment method that enable continuous decomposition treatment of CO 2 with the simplest possible configuration.
以下、本発明につき、その実施形態に即して図面を用いて説明する。
二酸化炭素処理システムの構成
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, the present invention will be described with reference to the drawings in line with its embodiments.
Configuration of carbon dioxide treatment system
図1に、本発明の一実施形態に係る二酸化炭素(CO2)処理システムの構成例を、図2,図3に、図1に対応するシステム1の平面図と側面図を示している。以下本明細書において、「CO2処理システム」を単に「システム」と呼ぶことがある。図1は、CO2処理システム1の構成例を模式的な分解斜視図で示している。
FIG. 1 shows a configuration example of a carbon dioxide (CO 2 ) processing system according to one embodiment of the present invention, and FIGS. 2 and 3 show a plan view and a side view of the
システム1は、全体として、外部環境から二酸化炭素を含む流体、典型的には周囲空気を吸入し、大気圧低温プラズマにより二酸化炭素を炭素原子と酸素原子とに電離させ、流路に沿っても受けた電位差により炭素原子と酸素原子とを分離させ、炭素原子を流路途中に設けたフィルターに吸着させて回収する機能を果たすように構成されている。システム1には、各種エンジンの燃焼排ガス等、CO2を含む排出ガスを直接導入するようにしてもよい。
The
図1に例示するシステム1は、吸気側から順に、オゾン分解フィルター30、超音波発振素子60、二酸化炭素分解部としてのプラズマ発生ユニット10、分離部としての分離ユニット20(第1分離電極25a、正電荷付加電極25c、第2分離電極25b)、オゾン分解フィルター30、オゾンセンサ40、及び電動ファン50を設けて構成されている。図1には、これらの構成要素を吸気側からの流路に沿って配置した状態を簡易的に示しているが、これらの構成要素を、例えば筒状のハウジング内に収装することにより、二酸化炭素処理システム1を実現することができるものである。
The
まず、システム1において主要な機能を担う構成であるプラズマ発生ユニット10と分離ユニット20とについて説明する。プラズマ発生ユニット10はCO2を正電荷を帯びた炭素原子と負電荷を帯びた酸素原子とに電離させる機能を、分離ユニット20は、電離した炭素原子と酸素原子とを分離させて炭素原子を固体炭素として回収する機能を有する。
First, the
プラズマ発生ユニット
本実施形態のプラズマ発生ユニット10は、例えば図4~図7に例示する構成を備えることができる。図4は、本発明の一実施形態に係るシステム1に利用可能なプラズマ発生ユニット10の斜視図、図5は、図4のプラズマ発生ユニット10の部分横断面図、図6は、図4のプラズマ発生ユニット10の平面図、図7は、プラズマ発生ユニット10を動作させるためのプラズマ発生回路の構成例を示す図である。
Plasma Generation Unit The
図4に示すように、本実施形態のプラズマ発生ユニット10は全体として矩形平面を有する直方体状に形成されている。図4に白抜き矢印で示しているように、プラズマ発生ユニット10の紙面手前側正面から周囲空気が吸気され、プラズマ発生ユニット10内の複数の流路を通過して反対側の背面から排気される。
As shown in FIG. 4, the
図5に示すように、プラズマ発生ユニット10内に形成されている空気流路はそれぞれ扁平なスリット状を呈している。ここでは各流路をプラズマ生成ギャップGと呼ぶ。一つのギャップGはプラズマ生成用の第1電極16aと第2電極16bとの間に形成されている。第1電極16aと第2電極16bとは、それぞれ矩形平板状の金属板で、本実施形態ではアルミニウム板であるが、ステンレス板等の他の導電性材料でもよい。第1電極16aと第2電極16bの互いに対向する表面にはそれぞれ誘電体層14が設けられており、各誘電体層14を間隔部材であるセパレータ12によって離隔させつつ互いに平行となるように支持している。誘電体層14は、例えばガラスの層として形成することができる。本実施形態では対向する第1電極16a、第2電極16b両方の表面に誘電体層14を設けているが、いずれか一方の電極表面にだけ設けてもよい。
As shown in FIG. 5, each of the air flow paths formed in the
本実施形態の場合、各プラズマ生成ギャップGの高さは2mm、第1電極16a、第2電極16bの厚さは各2mmに設定され、図1に模式的に示すように、プラズマ発生ユニット10の高さ方向に適宜の数(例えば30~40段程度)のギャップGが設けられる。セパレータ12は、電気絶縁性の樹脂材料等で形成し、各電極厚さ2mmを考慮して、本実施形態では各6mm厚とされている。また各ギャップGの幅は約200mm、ギャップGの流れ方向に沿った奥行きは約300mmに好適に設定されるが、ギャップGの数、寸法はこれに制約されることなく設計上の要請、例えば所要の空気流量に応じて定めることができる。
In this embodiment, the height of each plasma generation gap G is set to 2 mm, and the thickness of each of the
後述するように、第1電極16aと第2電極16bとの間に所定の交流電圧を印加することにより、第1電極16aと第2電極16bとの間のプラズマ生成ギャップGにおいて誘起される誘電体バリア放電に基づいて、電極間に大気圧低温プラズマが発生し、このプラズマに接触するギャップG内の空気に含まれるCO2に対して、これを炭素原子と酸素原子とに電離させる作用をなす。具体的には、プラズマからエネルギーを受領したCO2分子は、最外殻の電子を失って正に帯電した炭素原子(以下便宜的に「C+」と表記)と、炭素原子から共有結合の電子を受領して負に帯電した酸素原子(以下便宜的に「O-」と表記)とに電離する。電離したC+とO-は、再結合して安定なCO2に戻ろうとするため、プラズマ発生ユニット10の下流側には、隣接して後述する分離ユニット20が設けられる。
As will be described later, by applying a predetermined alternating voltage between the
また、プラズマ発生ユニット10では、大気圧低温プラズマが空気、水蒸気に作用して、公知のように、例えば一重項酸素(1O2)、オゾン(O3)、ヒドロキシラジカル(OH)、スーパーオキシドアニオンラジカル(O2
-)、ヒドロペルオキシラジカル(HO2)、過酸化水素(H2O2)のような種々のラジカルを含む活性酸素種が生成される。プラズマ発生ユニット10の各ギャップGを通過する空気は各ギャップG内で連続的に面状に広がって発生するプラズマに接触しながら流れる。各ギャップGに吸入される周囲空気に含まれているウイルス、細菌等の微生物は、ギャップG内でプラズマと接触することで、マイクロ秒オーダーのごく短時間で構造が破壊され、また前記活性酸素種を含むマルチプラズマガスと混合されることでウイルスの不活化、微生物の殺菌が行われる。このように、本実施形態におけるプラズマ発生ユニット10は、取り込んだ周囲空気を殺菌する効果も奏することができる。
Further, in the
図7にプラズマ発生ユニット10に適用されるプラズマ発生回路の構成例を示している。プラズマ発生回路は、第1電極16aと第2電極16bとからなる各電極対に接続された昇圧部74と、昇圧部74に交流電流を供給するインバータ72とを有するプラズマ電源部70を備える。プラズマ電源部70としては、ネオン管の点灯に用いられる一般的なネオントランスを採用することができる。
FIG. 7 shows a configuration example of a plasma generation circuit applied to the
プラズマ電源部70のインバータ72には、外部電源からDC12Vが入力される。インバータ72は、入力直流電圧に応じて制御された交流電圧を出力して昇圧部74に供給する。インバータ72は、制御すべき電力に見合った容量が確保されていれば、制御方式、スイッチング素子の形式等は適宜選択すればよい。本実施形態では、インバータ72の機能として、入力直流電圧に応じた交流電圧を出力するものとし、例えばDC1V印加時にAC1kV、DC9V印加時にAC9kVを出力すると言ったように、入力電圧に比例した交流電圧を出力するように構成することができる。具体的には、電極間距離、電極の材質、平面寸法、厚さ等のパラメータによって出力電圧を制御するように構成する。なお、交流周波数は適宜決定すればよい。
The
本プラズマ発生ユニット10ではバリア放電を使用しているが、電極間電圧が低いと放電が発生せず、また電極間電圧が高いと火花放電やアーク放電に移行してしまい、プラズマによる活性種の生成効率低下、放電が特定箇所に集中することによる電極の破損につながる。本実施形態では、電極間に印加する交流電圧を制御することで安定したバリア放電を維持するようにしている。これにより、CO2の分解処理を安定的に継続して実行させることができる。また、電極間に印加する交流電圧を制御することで、有害なオゾン(O3)の生成を抑制しながら活性酸素種を含むマルチプラズマガスを効率的に生成するように構成している。
The
分離ユニット
次に、分離ユニット20について、図1~図3を参照して説明する。分離ユニット20は、流路の上流側から順に、第1分離電極25a、正電荷付加電極25c、第2分離電極25bを備えて構成されている。第1分離電極25a、第2分離電極25bは、それぞれ多数のスリット状開口部が設けられた金属板として形成されており、ステンレス鋼板、アルミニウム板等の金属板が好適に用いられる。正電荷付加電極25cもこれら第1分離電極25a、第2分離電極25bと同様に多数のスリットが設けられた金属板として形成されるが、図2に示されるように、流路上流側に開口する略U字形断面を備えている点が異なる。
Separation Unit Next, the
また、第1分離電極25a、第2分離電極25bの上流側表面には、電離された炭素原子を固体炭素として吸着、回収するために、吸着フィルター27が設けられている。吸着フィルター27としては、高効率で微粒子を捕集する機能を有するHEPA(High Efficiency Particulate Air)フィルターを用いることができる。吸着フィルター27に吸着された固体炭素の量を計測するために、吸着フィルター27に差圧センサを設け、固体炭素吸着により生じる圧力損失変化から、吸着フィルター27の交換時期を報知するようにしてもよい。
An
前記のように、プラズマ発生ユニット10で電離されたC+とO-とは、容易に再結合して安定なCO2分子に戻ろうとする。そこで、分離ユニット20では、電離された炭素原子、酸素原子の電気極性の違いを利用して、C+をO-から分離して固体炭素として回収することが可能となるように構成されている。分離ユニット20の作用を、図9A,図9Bに模式的に示している。
As described above, C+ and O- ionized in the
具体的には、第1分離電極25aは接地(0電位)に対して正電位となるように、第2分離電極25bは接地に対して負電位となるように電圧が印加される。プラズマ発生ユニット10から下流側に移動するC+は、正電位である第1分離電極25aとの間に作用する斥力により移動速度が低下し、第1分離電極25aに設けられた吸着フィルター27によってその一定割合が捕集される。負に帯電しているO-は正電位である第1分離電極25aから引力を受けて加速しつつC+から分離して第1分離電極25aを通過する。
第1分離電極25aの吸着フィルター27に捕集されず通過したC+は、正電荷付加電極25cと第1分離電極25aとによって囲まれた空間に入る。正電荷付加電極25cは、接地に対して正電位になるように電圧が印加されており、第1分離電極25aを通過しつつ正電荷を一部失ったC+に対して正電荷を供給する作用を奏する。正電荷を受け取ったC+は、正電荷付加電極25cからの斥力により減速しつつ正電荷付加電極25cを通過して下流側へ移動する。一方、第1分離電極25aを通過したO-は、正電荷付加電極25cにより引力を受けてさらに加速され、正電荷付加電極25cのスリットを通過して下流に移動する。(図9A参照)
Specifically, a voltage is applied so that the
C+ that has passed through the
第2分離電極25bは、第1分離電極25aが正電位であるときは負電位になるように電圧が印加されているが、正電荷付加電極25cを通過してきたC+を捕集するために、一定周期で正電位となるようにされている。(図9B参照)正電位とされた第2分離電極25bは移動してきたC+に対して斥力を及ぼして減速させ、第2分離電極25b表面にある吸着フィルター27にC+が吸着されやすくする。これにより、第1分離電極25a、第2分離電極25b両方でC+を効率的に回収することが可能となっている。なお、第1分離電極25a。第2分離電極25bの電位の切り替え周期は、10~20Hzが好適である。
A voltage is applied to the
以上の分離ユニット20によれば、プラズマ発生ユニット10において電離した炭素原子と酸素原子とを分離して再結合を防ぎつつ、効率的に固体炭素を回収することができる。回収した固体炭素は、カーボンナノファイバー等の高機能材料を製造するための原料として利用することができる。
According to the
第1分離電極25a、第2分離電極25b、正電荷付加電極25cは、流路断面に開口が設けられるのであれば、金属メッシュ材料等のスリット入り金属板以外の構成としてもよい。また、第1分離電極25a、第2分離電極25b、正電荷付加電極25cの流路断面における開口面積あるいは流路断面に対する開口率は、システム1の仕様により定まる所要処理流量、実際にCO2含有流体を処理させたときの固体炭素収率等に基づいて決定することができる。
The
次に、システム1に含まれる他の構成要素について説明する。プラズマ発生ユニット10の上流側、下流側にそれぞれ配置されるオゾン分解フィルター30は、プラズマ発生ユニット10のプラズマによって生成される様々な活性種のうち、人体に有害で独特の臭気を伴うオゾン(O3)がシステム1の外部に流出することを防止する目的で設けられる。オゾン分解フィルター30としては、コピー機などに利用されている汎用のオゾン分解フィルターから適宜選択して採用することができる。オゾン分解フィルター30の形状寸法も、適用するシステム1の仕様に応じて定めればよい。なお、プラズマ発生ユニット10の上流側にもオゾン分解フィルター30を設けているのは、プラズマ発生ユニット10から流路を逆流してオゾンが外部に出ないようにするためである。この点で問題がなければ上流側のオゾン分解フィルター30は省略してもよい。
Next, other components included in the
オゾンセンサ40は、プラズマ発生ユニット10の後段にあるオゾン分解フィルター30の下流側において排気に含まれるオゾン濃度を測定するセンサデバイスである。オゾンセンサ40としては、高感度の半導体式ガスセンサを好適に採用することができ、その出力をモニタすることによって、作業環境における許容濃度である0.1ppm以下(日本産業衛生学会「許容濃度等の勧告(2020年度)」産業衛生学雑誌、2020; 62(5): 198-230)となるようにプラズマ発生ユニット10の運転・停止を制御するように構成することができる。
The
上流側のオゾン分解フィルター30の直後には、超音波発振素子60が設けられている。超音波発振素子60は、後述の制御部90からの駆動信号を受信して、例えば20kHzを超える周波数の超音波をプラズマ発生ユニット10に向けて放射する。超音波はプラズマ発生ユニット10におけるCO2電離作用を促進する効果を奏し、その出力は実験により定めることができる。
An
送風ユニットとしての電動ファン50は、システム1の排気ファンとして機能する。電動ファン50を排気方向に動作させることにより、システム1内に外部環境の周囲空気が導入されて、プラズマ発生ユニット10を通過するときに含有されるCO2が大気圧低温プラズマにより分解される。電動ファン50は、システム1の吸気ファンとして設けてもよい。
An
制御回路
図8には、図1のCO2処理システム1における制御回路の構成例を示している。図8に示すように、制御回路には、DC電源部80、プラズマ電源部70、分離制御・正電荷付加電源部76、制御部90、入出力部92が設けられている。
Control Circuit FIG. 8 shows a configuration example of a control circuit in the CO 2 processing system 1 of FIG. As shown in FIG. 8, the control circuit includes a DC
システム1にはAC100V、50/60Hzの商用電源が供給され、まずDC電源部80によって制御回路用電源であるDC24V、DC5V、プラズマ発生ユニット10の動作電源であるDC12Vが生成される。制御部90はシステム1全体の動作を管理する機能部であり、例えばマイクロプロセッサモジュールを用いて構成することができる。入出力部92は操作ボタン、タッチパッド等の入力デバイスと、LEDランプ、液晶ディスプレイ等の出力デバイスとを含むことができる。入出力部92は制御部90との通信インタフェースを備えた携帯端末、例えば専用アプリがインストールされたスマートフォンで構成してもよい。
A commercial power supply of 100 V AC and 50/60 Hz is supplied to the
分離制御・正電荷付加電源部76は、分離ユニット20に含まれる第1分離電極25a、第2分離電極25b、正電荷付加電極25cへ印加される電圧を供給する電源を含む。
The separation control/positive charge adding
制御部90による制御内容としては、次のような事項が考えられる。
・入出力部92からの入力信号によるプラズマ電源部70のオンオフ制御
・オゾンセンサ40からのオゾン濃度信号に基づくプラズマ電源部70のオンオフ制御
・プラズマ電流値検出に基づくプラズマ電源部70の出力電圧制御
・超音波発振素子60への駆動信号供給制御
・分離制御・正電荷付加電源部76から分離ユニット20各電極への電圧印加制御(例えば第1分離電極25a、第2分離電極25bへの印加電圧極性交代制御を含む。)
・電動ファン50のオンオフ制御
The following items can be considered as the contents of control by the
・ON/OFF control of the plasma
・ON/OFF control of the
制御部90は、もちろん上記以外の制御を実行するように構成してもよい。
Of course, the
以上説明した実施形態のCO2処理システム1によれば、プラズマ発生ユニット10が生成する大気圧低温プラズマにより周囲空気に含まれるCO2を効率的に分解して固体炭素を回収することができる。これにより、簡易な構成で環境に放出されたCO2を回収し、地球温暖化の抑制に資することができる。あわせて、CO2処理システム1は、プラズマ発生ユニット10が生成する大気圧低温プラズマにより、導入した周囲空気を殺菌することができる。また、生成されるプラズマの状態に応じてプラズマ電源部70の出力電圧が制御されるので、安定した大気圧低温プラズマを継続して生成することができる。
According to the CO 2 processing system 1 of the embodiment described above, the atmospheric pressure low-temperature plasma generated by the
なお、本発明の技術的範囲は上記の実施形態に限定されることはなく、他の変形例、応用例等も、特許請求の範囲に記載した事項の範囲内に含まれるものである。 The technical scope of the present invention is not limited to the above-described embodiments, and other modifications, applications, and the like are also included within the scope of matters described in the claims.
1 二酸化炭素処理システム
10 二酸化炭素分解部
12 セパレータ
14 誘電体層
16a 第1電極
16b 第2電極
20 分離ユニット
25a 第1分離電極
25b 第2分離電極
25c 正電荷付加電極
27 吸着フィルター
30 オゾン分解フィルター
40 オゾンセンサ
50 電動ファン
60 超音波発振素子
70 プラズマ電源部
72 インバータ
74 昇圧部
76 分離制御・正電荷付加電源部
80 DC電源部
90 制御部
92 入出力部
G プラズマ生成ギャップ
1 carbon
Claims (8)
電離した前記炭素原子と前記酸素原子とを含む流体の流れ方向に沿って、前記二酸化炭素分解部の下流において、流れの上流側に配置された上流側電極と流れの下流側に配置された下流側電極とを備えており、前記上流側電極と前記下流側電極とを交互に正電位と負電位とにするように構成され、前記上流側電極と前記下流側電極のうち正電位とされている電極によって前記正に帯電した炭素原子が減速され、前記上流側電極及び前記下流側電極近傍に設けられた捕集手段によって固体炭素として捕集されるように構成された分離部と、
を備えている二酸化炭素処理システム。 a carbon dioxide decomposition unit that takes in a fluid containing carbon dioxide and ionizes the carbon dioxide into positively charged carbon atoms and negatively charged oxygen atoms by contact with an atmospheric pressure low temperature plasma;
Along the flow direction of the fluid containing the ionized carbon atoms and the oxygen atoms, downstream of the carbon dioxide decomposition section, an upstream electrode arranged on the upstream side of the flow and a downstream arranged on the downstream side of the flow. and a side electrode, configured to alternately set the upstream electrode and the downstream electrode to a positive potential and a negative potential, and the upstream electrode and the downstream electrode are set to a positive potential. a separation unit configured such that the positively charged carbon atoms are decelerated by the electrodes in the separator and collected as solid carbon by collecting means provided near the upstream electrode and the downstream electrode;
carbon dioxide treatment system.
請求項1に記載の二酸化炭素処理システム。 a positive charge imparting electrode disposed between the upstream electrode and the downstream electrode and to which a positive potential is applied to further impart a positive charge to the positively charged carbon atoms;
The carbon dioxide treatment system of claim 1.
平板状の第1電極と、前記第1電極と実質的に同一の平面形状を有する平板状の第2電極とが所定の間隙を隔てて平面同士が対向するように設けられてなるプラズマ生成部を備え、
2以上の前記プラズマ生成部がその厚さ方向に互いに所定の間隔を置いて積層配置されるように各前記プラズマ生成部の両側部を支持するように構成された間隔部材を有し、
各前記プラズマ生成部の第1及び第2電極の間に所定の交流電圧を印加することにより、各前記プラズマ生成部の第1及び第2電極の間に大気圧低温プラズマを生成させる、
請求項1に記載の二酸化炭素処理システム。 The carbon dioxide decomposition unit is
Plasma generation unit comprising a flat plate-shaped first electrode and a flat plate-shaped second electrode having substantially the same planar shape as the first electrode, provided with a predetermined gap so that the flat surfaces face each other. with
a spacing member configured to support both sides of each of the plasma generating units so that two or more of the plasma generating units are stacked with a predetermined spacing from each other in the thickness direction;
Atmospheric pressure low-temperature plasma is generated between the first and second electrodes of each plasma generation unit by applying a predetermined alternating voltage between the first and second electrodes of each plasma generation unit;
The carbon dioxide treatment system of claim 1.
前記プラズマ電源部は、前記プラズマ生成部において生成されているプラズマの状態に応じて調整される交流電圧を第1及び第2電極に供給する、
請求項3に記載の二酸化炭素処理システム。 A plasma power supply unit configured to apply a predetermined AC voltage between the first and second electrodes of each of the plasma generation units provided in the carbon dioxide decomposition unit,
The plasma power supply unit supplies the first and second electrodes with an AC voltage that is adjusted according to the state of the plasma generated in the plasma generation unit,
The carbon dioxide treatment system of claim 3.
前記分離部にある前記下流側電極の下流側に配置されているオゾン分解フィルターと、
を備えている
請求項1ないし4のいずれか一項に記載の二酸化炭素処理システム。 a blowing unit arranged to face the carbon dioxide decomposition unit to introduce a fluid from the external environment into the carbon dioxide decomposition unit;
an ozone decomposition filter located downstream of the downstream electrode in the separation section;
The carbon dioxide treatment system according to any one of claims 1 to 4, comprising:
8. The method for treating carbon dioxide according to claim 6 or 7, wherein a positive charge imparting electrode for imparting a positive charge to the carbon atoms immediately after the electrode having a positive potential imparts a positive charge to the carbon atoms.
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