WO2019093211A1 - 二酸化炭素吸収材、ペレット、フィルタ、二酸化炭素吸収装置、および二酸化炭素吸収方法 - Google Patents

二酸化炭素吸収材、ペレット、フィルタ、二酸化炭素吸収装置、および二酸化炭素吸収方法 Download PDF

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carbon dioxide
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filter
carbonate
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紘史 小路
健太郎 岸良
博久 山田
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • Y02P20/151—Reduction of greenhouse gas [GHG] emissions, e.g. CO2

Definitions

  • the following disclosure relates to a carbon dioxide absorbent (CO 2 absorbent) that absorbs carbon dioxide (CO 2 ) contained in a gas.
  • CO 2 absorbent carbon dioxide absorbent
  • Patent Document 1 discloses a CO 2 absorbent (more specifically, a carbon dioxide gas absorbent) which can be repeatedly used at room temperature.
  • Patent Document 2 discloses a CO 2 absorbent (carbon dioxide absorbent) capable of efficiently absorbing low concentrations of CO 2 (more specifically, carbon dioxide) at high temperatures.
  • Japanese Patent Publication Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-126688
  • Japanese Patent Publication Japanese Patent Publication "Japanese Patent Application Laid-Open No. 2009-106812”
  • An aspect of the present disclosure is to provide a CO 2 absorbent capable of absorbing CO 2 more efficiently than in the past.
  • a carbon dioxide absorbent contains a complex oxide containing an alkali metal as a main component, and at least one of rubidium carbonate and cesium carbonate is a carbon dioxide as described above. It is further contained as a first non-main component which is one of a plurality of non-main components contained in the absorbent.
  • the CO 2 absorbent according to one aspect of the present disclosure can absorb CO 2 more efficiently than in the past.
  • FIG. 2 is a view showing an example of a measurement mechanism according to Embodiment 1. It is a figure which shows an example of the measurement result by the X-ray-diffraction apparatus about the powder X.
  • FIG. Measured by the measuring mechanism 1 is a diagram showing an example of temporal changes in CO 2 concentration in the gas contained in the interior of the container. Were measured for different humidity is a diagram showing a CO 2 absorption amount of CO 2 absorber A ⁇ D. Were measured for different amount is a diagram showing a CO 2 absorption amount of Example 2 and Comparative Example 1.
  • Embodiment 2 is a diagram showing a temperature 22 ⁇ 26 ° C., humidity 18-20% 40 to 41% and in 54% CO 2 absorbent material A, C, and each of the CO 2 absorption amount of E .
  • the temperature 22 ⁇ 26 ° C., humidity 28-30%, with 54-55% which is a diagram showing the CO 2 absorbing material B, C, and each of the CO 2 absorption amount of F.
  • (A) is a figure which shows an example of the filter of Embodiment 3
  • (b) is an enlarged view of the principal part of the said filter. It is a figure which shows the schematic structure of the air cleaner of Embodiment 4.
  • Embodiment 1 The CO 2 absorbent 10 (carbon dioxide absorbent) of the first embodiment will be described.
  • the same reference numerals will be appended to members having the same functions as the members described in the first embodiment, and the description thereof will not be repeated.
  • FIG. 1 shows an example of a measurement mechanism for measuring the CO 2 concentration in the container 1.
  • the measuring mechanism is used to measure the CO 2 absorption by CO 2 absorbent material 10.
  • the configuration of the measurement mechanism and the measurement result obtained using the measurement mechanism will be described later.
  • CO 2 absorbent material 10 absorbs CO 2 contained in the gas. Specifically, the CO 2 absorbent 10 separates at least a part of CO 2 from a gas containing water (ie, water vapor) and CO 2 (ie, carbon dioxide gas) and absorbs the CO 2 .
  • the term "absorb CO 2" for example, it means "the CO 2 absorbing material 10 reacts with CO 2, to form a compound containing the CO 2".
  • the term “absorb CO 2”, for example, may mean and "CO 2 in the surface of the CO 2 absorbent material 10 may be physically adsorbed.” That is, the “absorbs CO 2", CO 2 in contact with "the CO 2 absorbing material 10, the environment of the CO 2 absorbent material 10 (temperature, humidity, and CO 2 concentration, etc.) as long as does not change, It is generically meant that “the substance is not released from the CO 2 absorbent 10 into the gas”.
  • space means an environment in which humans (or other organisms) can survive. Therefore, the pressure in the space is near atmospheric pressure (1 atm).
  • room temperature means, for example, a temperature of about 1 ° C. to 30 ° C. Also, for example, a temperature of about 1 ° C. to 50 ° C. may be referred to as “a temperature of about room temperature”. More specifically, temperatures around room temperature may be understood to mean 1 ° C. or more and 50 ° C. or less.
  • the CO 2 absorbent 10 contains lithium orthosilicate (Li 4 SiO 4 ) as a main component.
  • Lithium orthosilicate is also referred to as “tetravalent lithium silicate”.
  • the tetravalent lithium silicate means "a lithium silicate having four monovalent Li”.
  • the CO 2 absorbent 10 further contains at least one of rubidium carbonate (Rb 2 CO 3 ) and cesium carbonate (Cs 2 CO 3 ).
  • rubidium carbonate and cesium carbonate are generically referred to as “first non-main component”.
  • the first non-main component can also be expressed as "one of a plurality of non-main components contained in the CO 2 absorbent 10." As described below, the first non-principal component contributes to improvement of the CO 2 absorption performance of the CO 2 absorbing material 10. More specifically, the first non-principal component, in an environment of low humidity, in particular contributes to the improvement of the CO 2 absorbing performance of the CO 2 absorbent material 10.
  • the CO 2 absorbent 10 contains lithium orthosilicate as a main component and further contains a first non-main component.
  • the CO 2 absorbent 10 further includes other components (eg, impurities) other than the main component and the first non-main component.
  • the CO 2 absorbent 10 may further contain potassium carbonate (K 2 CO 3 ) (a second non-main component described later).
  • lithium orthosilicate is the main component of the CO 2 absorbent 10
  • the ratio of lithium orthosilicate to the whole substance contained in the CO 2 absorbent 10 is sufficiently large.
  • the ratio of lithium orthosilicate to all substances contained in the CO 2 absorbent 10 is 60% or more.
  • the ratio of the sum of the main component and the first non-main component to all the substances contained in the CO 2 absorbent 10 may be 80% or more.
  • powder X was confirmed to be lithium orthosilicate.
  • powder (powdery) lithium orthosilicate was produced by the above method.
  • the lithium orthosilicate obtained by the above method had an average particle size (D50) of about 10 ⁇ m.
  • the apparatus used in the mixing process is not limited to a mortar, A pot mill, a three-dimensional mill, etc. may be sufficient.
  • the device may be any device capable of mixing silicon dioxide and lithium carbonate.
  • the mixing time in the mixing step may vary depending on the total weight of silicon dioxide and lithium carbonate weighed in the weighing step.
  • heating temperature and heating time in a heating process may change according to the electric furnace used. If the difference in the specification of an electric furnace is considered, heating temperature should just be 600 degreeC or more and 1000 degrees C or less, for example.
  • the heating time may be, for example, 5 hours or more and 40 hours or less.
  • the apparatus used in the crushing step is not limited to the mortar, and may be a pot mill or a three-dimensional mill.
  • the device may be any device capable of sufficiently grinding lithium orthosilicate.
  • the grinding time in the grinding process may vary depending on the total weight of lithium orthosilicate to be ground at one time.
  • a first non-main component (at least one of rubidium carbonate and cesium carbonate) is added to powdery lithium orthosilicate (main component). Then, the main component and the first non-main component are mixed in a mortar. Thus, the CO 2 absorbent 10 is produced.
  • Embodiment 1 the inventors of the present application (hereinafter, the inventors) are ⁇ CO 2 absorber A: 34.6wt% rubidium carbonate the lithium orthosilicate (wt%) added to the CO 2 absorber; CO 2 absorbent B: a CO 2 absorbent obtained by adding 34.6 wt% of cesium carbonate to lithium orthosilicate; Two types of CO 2 absorbents 10 were produced.
  • Example 1 the CO 2 absorbent 10 in which rubidium carbonate is added to lithium orthosilicate is also referred to as Example 1.
  • Example 2 the CO 2 absorbent 10 in which cesium carbonate is added to lithium orthosilicate is also referred to as Example 2.
  • FIG. 2 is a graph showing an example of measurement results of powder X with an X-ray diffraction apparatus (XRD, X-ray diffraction).
  • XRD X-ray diffraction apparatus
  • the inventors identified powder X using an X-ray diffractometer, and confirmed that the powder X was lithium orthosilicate (Li 4 SiO 4 ).
  • the horizontal axis indicates the diffraction angle (unit: °), and the vertical axis indicates the X-ray intensity (arbitrary unit) after scattering in the measurement object (substance).
  • the legend “Li 4 SiO 4 ” (solid line) in FIG. 2 is the measurement result obtained when powder X is the measurement target.
  • the legend “Li 4 SiO 4 -ref (37-472)” (triangular marks) in FIG. 2 indicates the analysis result of Li 4 SiO 4 as a reference.
  • powder X solid line
  • the CO 2 absorbent 10 produced as described above is a substance containing Li 4 SiO 4 as a main component.
  • CO 2 absorption characteristics of CO 2 absorbent 10 We used the measuring mechanism of FIG. 1, it was confirmed CO 2 absorption characteristics of the CO 2 absorber 10 made as described above.
  • the measuring mechanism comprises a container 1, a concentration measuring device 2, a dish 3 and a fan 4 (supply unit). Measurements subject to the CO 2 absorbing material CO 2 absorption characteristic (hereinafter, target CO 2 absorbing material) (Example: the CO 2 absorbing material 10) may be placed on the plate 3.
  • the measurement mechanism measures the CO 2 absorption amount by the target CO 2 absorbent by measuring the CO 2 concentration in the gas contained inside the container 1.
  • the following mainly illustrates the case where the target CO 2 absorbent is the CO 2 absorbent 10.
  • the container 1 is configured to be capable of creating a measurement environment inside the container 1 by being filled with a gas containing water and CO 2 .
  • a door (not shown) is provided on the front of the container 1.
  • the material (material) of the container 1 is acrylic.
  • the material of the container 1 is not particularly limited as long as the measurement environment can be provided.
  • the concentration measuring device 2, the dish 3 and the fan 4 are respectively disposed inside the container 1.
  • the concentration measuring device 2 measures the concentration of CO 2 in the gas contained in the interior of the container 1 in a sealed state (the door is closed).
  • the plate 3 serves as a supporting member for supporting the CO 2 absorbent 10, for example.
  • the fan 4 stirs the gas contained inside the container 1 in a sealed state. That is, the fan 4 promotes the contact of the gas with the CO 2 absorbent 10 placed on the plate 3.
  • the fan 4 functions as a supply device (supply unit) that supplies gas to the CO 2 absorbent 10.
  • the supply unit is not necessarily limited to the fan.
  • the supply part should just play the role of supplying gas to the CO 2 absorbent 10.
  • a fluid machine such as a pump can be used as the supply unit.
  • a gas having a relative humidity (Relative Humidity, RH) of 20% or more and 40% or less can be supplied to the CO 2 absorbent 10.
  • RH relative Humidity
  • the process of supplying the gas to the CO 2 absorbent 10 is also referred to as a supply process.
  • relative humidity is also referred to simply as “humidity” in the present specification.
  • the relative humidity represents the ratio of the water vapor pressure of the gas at a predetermined temperature to the saturated water vapor pressure at the predetermined temperature.
  • a living thing eg, a human or an animal
  • a fluid machine eg, a fan or a pump
  • an opening (not shown) inside the CO 2 absorber An opening for taking in may be formed.
  • the opening serves as a supply unit.
  • an insertion tube 36 of Embodiment 3 described later can be used as a supply unit.
  • the measurement method using the measurement mechanism of FIG. 1 is as follows. First of all. First, an acrylic container 1 having an inner volume of 12 liters was placed in an atmosphere with a temperature of 25 ° C. and a humidity of 40%. And the atmosphere inside the container 1 was made into the same atmosphere as the said air
  • CO 2 absorbent B an example of the CO 2 absorbent 10
  • the pan 3 was placed inside the container 1.
  • the door of the container 1 was closed, and the container 1 was sealed.
  • the fan 4 was operated in a state in which the container 1 was sealed.
  • the concentration measuring device 2 measured the concentration of CO 2 in the gas contained inside the container 1 over time.
  • FIG. 3 is a graph showing the measurement results. More specifically, FIG. 3 is a graph showing an example of the temporal transition of the CO 2 concentration in the gas contained inside the container 1.
  • the horizontal axis indicates the elapsed time (unit: h) from the measurement start time point
  • the vertical axis indicates the CO 2 concentration (unit: ppm).
  • a CO 2 absorbent obtained by adding potassium carbonate to lithium orthosilicate is also referred to as Comparative Example 1.
  • a CO 2 absorbent in which addition of carbonate to lithium orthosilicate is not performed is also referred to as Comparative Example 2.
  • Patent Document 1 discloses that a carbonate of an alkali selected from lithium, sodium and potassium is added to lithium silicate (which may contain lithium orthosilicate). Among the carbonates of the alkali, potassium carbonate is deliquescent.
  • potassium carbonate when water is contained in the gas, potassium carbonate is expected to particularly effectively promote the adsorption of the water in the gas to the CO 2 absorbent. That is, potassium carbonate is expected to function as an additive that particularly effectively improves the CO 2 absorption performance among the alkali carbonates.
  • the inventors adopted as a comparative example 1 a CO 2 absorbent containing potassium carbonate as an additive.
  • the inventors changed the humidity inside the container 1 in the range of 10 to 60% RH while keeping the temperature inside the container 1 in the range of 22 to 26 ° C. in the measurement mechanism. Then, the inventors found that in each measurement conditions to determine their CO 2 absorption amount of CO 2 absorber A ⁇ D. Specifically, the inventors measured the amount of absorbed CO 2 per unit weight (1 g) one hour after the start of measurement (hereinafter, simply referred to as the amount of absorbed CO 2 ).
  • CO 2 absorbents A to C respectively receive addition of CO 2 absorbent D (Comparative Example 2, carbonate) at any humidity. It showed higher CO 2 absorption compared to the other (CO 2 absorbents). That is, the lithium orthosilicate, rubidium carbonate, cesium carbonate, or by the addition of either potassium carbonate, CO 2 absorption performance of the CO 2 absorbing material is confirmed to be improved.
  • CO 2 absorbent C (i) high CO 2 absorption is exhibited when the humidity is high (humidity 54%), but ( 2 ) CO 2 absorption is significantly reduced as the humidity decreases. Specifically, if the humidity is decreased from 54% to 40%, CO 2 absorption amount of CO 2 absorbing material C was reduced to about 1/2.
  • CO 2 absorbents A and B showed higher CO 2 absorption than the CO 2 absorbent C at a humidity of 18 to 41%. Furthermore, the CO 2 absorbent B showed higher CO 2 absorption than the CO 2 absorbent A at a humidity of 18 to 41%. That is, it was confirmed that the CO 2 absorbent 10 exhibits a particularly excellent amount of absorbed CO 2 when it contains only cesium carbonate as the first non-main component.
  • CO 2 absorption amount of absorption of CO 2 absorber A and B are substantially equal to the CO 2 absorption amount of absorption of (i) 10% humidity in the CO 2 absorbing material C, in (ii) humidity 54% It was below CO 2 absorption amount of absorption of CO 2 absorber C.
  • Example 2 CO 2 absorbent obtained by adding cesium carbonate to lithium orthosilicate
  • Comparative Example 1 CO 2 absorbent obtained by adding potassium carbonate to lithium orthosilicate
  • the inventors set the temperature in the container 1 to 22 to 26 ° C. and the humidity to 34 to 36% in the measurement mechanism of FIG. Furthermore, the inventors found that (i) the amount of cesium carbonate added to lithium orthosilicate in the CO 2 absorbent of Example 2, and (ii) lithium orthosilicate in the CO 2 absorbent of Comparative Example 1. The amount of potassium carbonate added was varied. Then, the inventors measured the amount of CO 2 absorbed one hour after the start of the measurement for each CO 2 absorbent.
  • FIG. 5 is a graph showing CO 2 absorption amounts of Example 2 and Comparative Example 1 measured at different addition amounts.
  • the abscissa represents the addition amount (unit: wt%), and the ordinate represents the CO 2 absorption amount (unit: mgCO 2 / g).
  • Example 2 The CO 2 absorption amount of Example 2 was almost the same as the CO 2 absorption amount of Comparative Example 1 only when the addition amount was 207.5 wt% (when the addition amount was the largest). On the other hand, in other cases (when the additive amount is 1.2 wt% to 103.8 wt%), the CO 2 absorption amount of Example 2 is larger than the CO 2 absorption amount of Comparative Example 1 Was confirmed.
  • Example 2 by setting the addition amount of the first non-main component cesium carbonate to 1.2 wt% or more and 103.8 wt% or less, it is possible to realize particularly excellent CO 2 absorption amount.
  • the CO 2 absorbent 10 contains lithium orthosilicate as a main component, and further contains at least one of rubidium carbonate and cesium carbonate as a first non-main component.
  • the configuration for example, as shown in FIG. 4, compared to the conventional high-performance CO 2 absorbent (comparative example 1) in an environment of low humidity (eg, humidity of 20 to 40%), Excellent CO 2 absorption performance can be realized. In particular, excellent CO 2 absorption performance can be realized at temperatures around room temperature.
  • the CO 2 absorber 10 In contrast, according to the CO 2 absorber 10, a temperature of about room temperature, and in an environment which can be a low humidity can be absorbed efficiently CO 2 than conventional. Therefore, it is possible to reduce the amount of CO 2 absorbing material used to absorb CO 2 of a predetermined amount. As a result, the advantage that the size of the equipped with CO 2 absorber the CO 2 absorbent material 10 can be reduced.
  • the main component of the CO 2 absorbent 10 is not necessarily limited to lithium orthosilicate.
  • the main component is (i) a material (substance) capable of absorbing CO 2 in the presence of water (humidity) at a temperature around room temperature, and (ii) a first non-main component is further added As long as it exhibits the above-mentioned effect, it is sufficient.
  • silicate compounds such as (i) lithium silicate from which a molecular formula differs from lithium ortho silicate, or (ii) sodium silicate
  • the main component may be a composite oxide containing an alkali metal.
  • a lithium compound etc. eg: lithium ferrite etc.
  • the CO 2 absorbent 10 may contain, as a main component, a complex oxide that absorbs the CO 2 contained in the gas at a temperature around room temperature.
  • the CO 2 absorbent 10 may contain both rubidium carbonate and cesium carbonate as the first non-main component. Also in this case, the same effect as that of the first embodiment can be obtained.
  • the CO 2 absorbent 10 of the second embodiment includes the same main component and first non-main component as those of the first embodiment. However, unlike the embodiment 1, the CO 2 absorbent 10 of the embodiment 2 further includes potassium carbonate. In the description of the second embodiment, the “CO 2 absorbent 10 of the second embodiment” is also simply referred to as the “CO 2 absorbent 10”.
  • the potassium carbonate included as a component in the CO 2 absorber 10 also referred to as "second non-main component”.
  • the second non-main component can also be expressed as “a component of a type different from the first non-main component among the plurality of non-main components contained in the CO 2 absorbent 10”.
  • the second non-principal component contributes to improvement of the CO 2 absorption performance of the CO 2 absorbing material 10. More specifically, the second non-principal component, in an environment of non-low humidity contributes particularly to the improvement of the CO 2 absorption performance of the CO 2 absorbing material 10.
  • the CO 2 absorbent 10 further includes other components (eg, impurities) other than the main component, the first non-main component, and the second non-main component.
  • the ratio of the total of the main component, the first non-main component, and the second non-main component to all the substances contained in the CO 2 absorbent 10 may be 80% or more.
  • the present inventors made a first non-main component (one of rubidium carbonate or cesium carbonate) and a second non-main component (potassium carbonate) with respect to powder X of the first embodiment (lithium orthosilicate of powder, main component). And were added. Then, the inventors mixed the main component, the first non-main component, and the second non-main component with a mortar to produce the CO 2 absorbent 10 of the second embodiment.
  • first non-main component one of rubidium carbonate or cesium carbonate
  • a second non-main component potassium carbonate
  • the first non-main component and the second non-main component may be previously mixed in a mortar before being added to the main component.
  • the apparatus for mixing the main component, the first non-main component, and the second non-main component as in the first embodiment is not limited to a mortar, and may be a pot mill, a three-dimensional mill or the like.
  • both rubidium carbonate and cesium carbonate may be used as a 1st non-main component.
  • the inventors of the present invention have a total weight of 34.6 wt% of the first non-main component (one of rubidium carbonate or cesium carbonate) and the second non-main component (potassium carbonate) with respect to lithium orthosilicate.
  • the first non-main component and the second non-main component were added to be%.
  • ⁇ CO 2 absorber E weight ratio of rubidium carbonate and potassium carbonate
  • ⁇ CO 2 absorber F weight ratio of cesium carbonate and potassium carbonate
  • Cs 2 CO 3: K 2 CO 3 1: CO 2 absorber 99
  • Two types of CO 2 absorbents 10 were produced.
  • the inventors set the temperature inside the container 1 to 22 to 26 ° C. and the humidity to 18 to 20%, 28 to 30%, or 40 to 41%. That is, the internal environment of the container 1 was set to an environment that can be said to be substantially low humidity. Then, the inventors measured the amount of CO 2 absorbed one hour after the start of the measurement for each CO 2 absorbent. Hereinafter, the measurement is referred to as a first experimental example.
  • the inventors conducted a comparative experiment (second experimental example) on the first experimental example.
  • the inventors set the temperature inside the container 1 to 22 to 26 ° C. and the humidity to 54 to 55%. That is, the internal environment of the container 1 was set to medium humidity (non-low humidity). Then, the inventors measured the amount of CO 2 absorbed one hour after the start of the measurement for each CO 2 absorbent.
  • the temperature 22 ⁇ 26 ° C., humidity 18-20% 28 to 30% shows 40-41%, and in 54 to 55%, the CO 2 absorption amount of the CO 2 absorber ( Table).
  • examples of humidity 18-20%, 40-41% and 54% are shown.
  • examples of humidity 28-30% and 54-55% are shown.
  • the ratio of the weight of rubidium carbonate to the total weight of rubidium carbonate (an example of the first non-main component) and the second non-main component (potassium carbonate) added to the CO 2 absorbent is Rb 2 CO 3 It is also called a percentage.
  • the ratio of the weight of cesium carbonate to the total weight of cesium carbonate (another example of the first non-main component) and the second non-main component (potassium carbonate) added to the CO 2 absorbent is Cs 2 It is also called a CO 3 ratio.
  • the first non-main component is one of rubidium carbonate or cesium carbonate.
  • the first non-main component is rubidium carbonate.
  • a 1st non-main component is cesium carbonate.
  • the CO 2 absorbent A rubidium carbonate is contained as the first non-main component, and the second non-main component is not contained. Therefore, as shown in FIG. 6, in the CO 2 absorbent A, the Rb 2 CO 3 ratio is 100%. Moreover, in the CO 2 absorbent B, cesium carbonate is contained as the first non-main component, and the second non-main component is not contained. Therefore, as shown in FIG. 7, in the CO 2 absorbent B, the Cs 2 CO 3 ratio is 100%.
  • the CO 2 absorbent C does not contain rubidium carbonate and cesium carbonate as the first non-main component. Therefore, as shown in FIG. 6, in the CO 2 absorbent C, the Rb 2 CO 3 ratio is 0%. Further, as shown in FIG. 7, in the CO 2 absorbent C, the Cs 2 CO 3 ratio is 0%.
  • the CO 2 absorbent E exhibits an excellent CO 2 absorption amount as compared to the CO 2 absorbent C (Comparative Example 1).
  • the CO 2 absorbent E exhibited an excellent CO 2 absorption amount as compared with the CO 2 absorbent A (Example 1).
  • the inventors newly found that “the ratio of Rb 2 CO 3 or the ratio of Cs 2 CO 3 is preferably 1% or more”. From this, the inventors (i) “the weight ratio of rubidium carbonate to potassium carbonate is preferably 1/99 or more”, and (ii) “the cesium carbonate to potassium carbonate is It was further found that the proportion by weight is preferably 1/99 or more.
  • the inventors have stated that “the ratio of the weight of the first non-main component (at least one of rubidium carbonate and cesium carbonate) to the second non-main component (potassium carbonate) is 1/99 or more). It was further found that “is preferable”.
  • CO 2 absorption performance of the CO 2 absorbing material 10 can be improved. Specifically, by adding both the first non-main component and the second non-main component (potassium carbonate) to the CO 2 absorbent 10, only the potassium carbonate relative to the main component CO 2 (added with respect to the main component has been compared to the CO 2 absorbing material), it is possible to improve the CO 2 absorption performance.
  • the second non-principal component potassium carbonate
  • the CO 2 absorption performance of the CO 2 absorbent material 10 to the relatively high level of . That is, even when the humidity is increased, the reduction of CO 2 absorption performance of the CO 2 absorbing material 10 can be suppressed.
  • potassium carbonate contained in the CO 2 absorbing material is considered to indicate a high CO 2 absorption capacity. This is because the CO 2 absorbent C exhibits the best CO 2 absorption amount in any of the examples of FIGS. 6 and 7.
  • the CO 2 absorption performance of the first principal component contained in the CO 2 absorber is significantly decreased considered Be This is because, in the example of FIG. 6, the CO 2 absorbent A shows the lowest CO 2 absorption. Further, in the example of FIG. 7, the CO 2 absorbent B exhibits the lowest CO 2 absorption amount.
  • the reduction of the CO 2 absorption performance of the first non-main component (at least one of rubidium carbonate and cesium carbonate) is It can be compensated by improving the CO 2 absorption performance of potassium.
  • the addition amount of the first non-main component can be reduced by further adding the second non-main component.
  • the CO 2 absorption performance can be improved using an inexpensive material. Therefore, even when having a reduced manufacturing cost of the CO 2 absorber 10, it is possible to improve the CO 2 absorption performance of the CO 2 absorbent material 10.
  • FIG. 8 Third Embodiment (A) of FIG. 8 is a figure which shows an example of the filter 30 of Embodiment 3.
  • FIG. (B) of FIG. 8 is an enlarged view of the main part of the filter 30 in (a) of FIG. As shown in FIG. 8, the pellet 30 is incorporated in the filter 30.
  • the pellet 20 contains the CO 2 absorbent 10 of the embodiment 1 or 2.
  • the pellet 20 is granulated by solidifying the powdery CO 2 absorbent 10. Therefore, the pellet 20 is a granulated material larger than the CO 2 absorbent 10.
  • the pellet 20 is granulated by molding a CO 2 absorbent material 10 of the powder into a substantially spherical shape.
  • the shape of the pellet 20 is not limited to a substantially spherical shape.
  • the pellet 20 may be formed into various shapes such as a cylinder or a rectangular parallelepiped.
  • the shape and size (particle diameter) of the pellet 20 is such a shape and size that the pressure loss can be reduced when it is incorporated in the filter 30 in consideration of being incorporated in the filter 30 described later. Is preferred.
  • the size of the pellet 20 is preferably, for example, about several mm to several tens of mm.
  • the size of the pellet 20 means the minimum value of the diameter of an imaginary sphere containing the pellet 20.
  • pellets 20 containing the CO 2 absorbing material 10 is a powder is produced. Moreover, the pellet 20 is produced as a granulated material larger than the CO 2 absorbent 10.
  • the filter 30 absorbs CO 2 in the gas.
  • Filter 30, to absorb CO 2 may be a particle-filled filter fillable the CO 2 absorbing material 10 as a powder inside of the filter 30.
  • the filter 30 incorporates the above-described pellet 20 instead of the CO 2 absorbent 10 as a powder.
  • the filter 30 is provided with a pellet 20 and a dustproof filter 35 inside the filter 30.
  • the filter 30 also has two openings (not shown).
  • An insertion pipe 36 (supply part) and a discharge pipe 37 are connected to each opening of the filter 30.
  • the insertion tube 36 is a tube through which a gas containing water and CO 2 passes.
  • the insertion tube 36 is provided to insert the gas into the interior of the filter 30.
  • the exhaust pipe 37 is a pipe through which the gas after a part of CO 2 is absorbed (removed) by the filter 30.
  • the discharge pipe 37 is provided to discharge the gas to the outside of the filter 30.
  • the dustproof filter 35 is provided to prevent foreign matter such as dust from entering the filter 30 from the insertion pipe 36 and the discharge pipe 37.
  • the dustproof filter 35 is disposed inside the filter 30 so as to cover at least two openings of the filter 30.
  • the dustproof filter 35 covering the opening at the insertion tube 36 uniformly disperses the gas inserted from the insertion tube 36 to the inside of the filter 30 inside the filter 30, and the pellet 20 leaks from the opening to the insertion tube 36 To prevent that.
  • the dustproof filter 35 covering the opening on the discharge pipe 37 side prevents the pellet 20 from leaking out to the discharge pipe 37 from the opening.
  • Pellets 20 are laid inside the filter 30.
  • the gas passes through the insertion tube 36 and is inserted into the filter 30.
  • CO 2 in the gas is absorbed by the pellet 20 inside the filter 30.
  • the gas from which the CO 2 is absorbed (removed) is discharged from the discharge pipe 37 to the outside of the filter 30.
  • the gas from which the CO 2 has been removed can be supplied to the external space of the filter 30.
  • the pellet 20 also produces the same effect as the CO 2 absorbent 10.
  • the pellet 20 is a granulated material larger than the CO 2 absorbent 10 formed by sintering the powdery CO 2 absorbent 10. For this reason, according to the pellet 20, the versatility of the CO 2 absorbent 10 which is a powder can be improved.
  • the CO 2 absorbing material 10 is a powder (in particular, when the particle diameter of the powder is on the order of ⁇ m), when the powder is incorporated in the filter 30, the gaps between the powder become small. The pressure loss inside the filter 30 is increased. For this reason, clogging occurs inside the filter 30.
  • the filter 30 has a built-in (large granules than CO 2 absorbent material 10 is a powder) pellets 20 containing the CO 2 absorbing material 10. For this reason, the space between the pellets 20 when the pellet 20 is built in the filter 30 is larger than the space between the CO 2 absorbents 10 when the powdery CO 2 absorbent 10 is built in the filter 30.
  • the pressure loss inside the filter 30 can be reduced. Therefore, the gas inserted from the insertion tube 36 into the inside of the filter 30 can easily pass through the inside of the filter 30.
  • the entire pellet 20 contained in the filter 30 (in other words, the entire CO 2 absorbent 10) can absorb CO 2 contained in the gas.
  • the pellet 20 in the filter 30 it is possible to efficiently absorb the CO 2 contained in the gas inserted into the inside of the filter 30.
  • the powdery CO 2 absorbent 10 which has been difficult to apply as it is to the filter 30 to cause an increase in pressure loss, is applied to the filter 30. It is possible to
  • FIG. 9 shows a schematic configuration of an air purifier 100 (carbon dioxide absorber, CO 2 absorber) of the fourth embodiment. Arrows in FIG. 9 indicate the flow of air taken in by the air purifier 100.
  • the air purifier 100 includes a container 40, a filter 101, and a fan 102 (supply unit).
  • the container 40 contains the CO 2 absorbent 10 inside.
  • the container 40 may contain pellets 20. That is, the container 40 may be used as a member similar to the filter 30 of the third embodiment.
  • the fan 102 is a blower for taking air into the air purifier 100.
  • the operation of the fan 102 is controlled by a control unit (not shown) provided in the air purifier 100.
  • the filter 101 cleans the air taken into the interior of the air purifier 100 by the operation of the fan 102.
  • the type of the filter 101 is not particularly limited, examples thereof include a deodorizing air conditioning filter, a holmaldehyde deodorizing air conditioning filter, an antibacterial / dust collection air conditioning filter, and a combination of these filters.
  • the air purifier 100 performs both (i) intake of air for air cleaning in the filter 101 and (i) intake of air to the CO 2 absorbent 10 by operating the fan 102. it can. That is, in the air purifier 100, the fan 102 is shared between the filter 101 (member related to the air cleaning function) and the CO 2 absorbent 10 (member related to the CO 2 absorbing function). For this reason, the manufacturing cost of the air cleaner 100 can be reduced.
  • the filter 101 When the CO 2 concentration of air is detected by a sensor (not shown) (for example, concentration measuring device 2), the filter 101 removes a substance that inhibits the detection of the CO 2 concentration in the sensor (hereinafter, detection inhibitory substance) It is desirable to do.
  • the detection inhibitor is, for example, dust in the air.
  • the senor can detect the CO 2 concentration in the air from which the detection inhibitor has been removed by the filter 101. For this reason, the effect of the detection inhibitor can be eliminated to detect the CO 2 concentration more accurately. In addition, it is possible to prevent the detection inhibitor from being attached to the sensor and the detection accuracy after the detection inhibitor being attached being lowered.
  • the CO 2 absorbing device is not limited to only an air purifier.
  • the CO 2 absorbing device it is sufficient provided with a CO 2 absorbent material in accordance with one embodiment of the present disclosure and supply.
  • the CO 2 absorber may be an electronic device such as an air purifier dehumidifier, a humidifier, or an air conditioner.
  • the CO 2 absorber when the CO 2 absorber is a dehumidifier or a humidifier, it is possible to provide air whose humidity and CO 2 concentration are adjusted to appropriate values. Also, when the CO 2 absorber is an air conditioner, it is possible to provide air whose temperature and CO 2 concentration are adjusted to appropriate values. As such, various devices that provide a comfortable air environment for the user may be used as a CO 2 absorber.
  • a dehumidifier is used as a CO 2 absorber.
  • a semiconductor sensor is used as a sensor for detecting the concentration of CO 2 in air, it is preferable to replace the filter 101 with a dehumidifying unit. By taking the dehumidified air into the CO 2 absorbent 10 in the dehumidifying unit, the semiconductor sensor can detect the CO 2 concentration of the air after the dehumidification.
  • the detection accuracy of a gas (eg, CO 2 ) concentration by a semiconductor sensor is susceptible to moisture (humidity). Therefore, according to this configuration, the reliability of the detection of the CO 2 concentration in the semiconductor sensor by the presence of moisture can be prevented from decreasing. Therefore, the CO 2 concentration can be detected more accurately. In addition, adhesion of water vapor to the semiconductor sensor itself can be prevented.
  • a gas eg, CO 2
  • the CO 2 absorber be used in a ventilation-restricted space.
  • the air purifier 100 may be used, for example, as a car air purifier.
  • ventilable-limitable space means an enclosed space, a ventilable restricted indoor space, an indoor space, or an in-vehicle space.
  • ventilation-restricted space means to ventilate spontaneously (open a window, operate a ventilation fan, operate a ventilating device, or operate a vacuum device such as a vacuum chamber to generate negative pressure) In other words, the space may be restricted or prohibited.
  • a carbon dioxide absorbent (CO 2 absorbent 10) contains a complex oxide containing an alkali metal as a main component, and rubidium carbonate (Rb 2 CO 3 ) and cesium carbonate (Cs 2 CO 2 ) 3 ) at least one is further included as a first non-main component which is one of a plurality of non-main components contained in the carbon dioxide absorbent.
  • CO 2 can be absorbed more efficiently than in the past. More specifically, CO 2 can be efficiently absorbed in an environment of low humidity (20% or more and 40% or less).
  • the composite oxide may be lithium orthosilicate (Li 4 SiO 4 ).
  • lithium orthosilicate can be used as the main component of the CO 2 absorbent.
  • the carbon dioxide absorbent according to aspect 3 of the present disclosure may contain only cesium carbonate as the first non-main component in the above aspect 1 or 2.
  • potassium carbonate (K 2 CO 3 ) is used as the first non-main component among the plurality of non-main components. May be further included as a second non-main component of a different type.
  • the ratio of the weight of the first non-main component to the second non-main component may be 1/99 or more.
  • the arrangement even when having a reduced manufacturing cost of the CO 2 absorbent material, it is possible to further improve the CO 2 absorption performance of the CO 2 absorbing material. Specifically, even in an environment of non-low humidity, a decrease in CO 2 absorption performance of the CO 2 absorbing material can be suppressed.
  • the pellet (20) according to aspect 6 of the present disclosure may include the carbon dioxide absorbent according to any one of aspects 1 to 5 above.
  • the versatility of the CO 2 absorbent can be improved.
  • the filter (30) according to aspect 7 of the present disclosure may incorporate the pellet according to aspect 6 above.
  • the pressure loss inside the filter can be reduced.
  • CO 2 contained in the gas can be absorbed more efficiently.
  • a carbon dioxide absorber (air purifier 100) according to aspect 8 of the present disclosure includes the carbon dioxide absorbent according to any one of the above aspects 1 to 5 and carbon dioxide, and has a relative humidity of 20% or more and 40 And a supply unit (e.g., a fan 102) for supplying a gas having a% or less to the carbon dioxide absorbent.
  • a supply unit e.g., a fan 102
  • a low humidity gas can be supplied to the CO 2 absorbent. Therefore, it is possible to promote CO 2 absorption by CO 2 absorbent material.
  • a carbon dioxide absorption method according to aspect 9 of the present disclosure is a carbon dioxide absorption method using the carbon dioxide absorbent according to any one of the above aspects 1 to 5, which comprises carbon dioxide and has a relative humidity of 20%. It may include a supply step of supplying a gas which is equal to or more than 40% to the carbon dioxide absorbent.
  • the carbon dioxide absorbent according to one aspect of the present disclosure is a carbon dioxide absorbent that absorbs carbon dioxide contained in a gas, and is contained in the gas in the presence of water at a temperature around room temperature. It contains a composite oxide that absorbs carbon dioxide as a main component, and further contains rubidium carbonate and / or cesium carbonate.
  • a carbon dioxide absorbent is a carbon dioxide absorbent that absorbs carbon dioxide contained in a gas, and is contained in the gas in the presence of water at a temperature around room temperature. It contains lithium orthosilicate which absorbs carbon dioxide as a main component, and further contains rubidium carbonate and / or cesium carbonate.
  • the carbon dioxide absorbent according to one aspect of the present disclosure contains only cesium carbonate among rubidium carbonate and cesium carbonate.
  • the carbon dioxide absorbent according to one aspect of the present disclosure further includes potassium carbonate.
  • the weight of rubidium carbonate and cesium carbonate with respect to the weight of potassium carbonate is 1/99 or more.
  • a pellet according to an aspect of the present disclosure is a pellet that absorbs carbon dioxide contained in a gas, and includes the carbon dioxide absorbent according to an aspect of the present disclosure.
  • the filter which concerns on 1 aspect of this indication is a filter which absorbs the carbon dioxide contained in gas, Comprising: The pellet which concerns on 1 aspect of this indication is incorporated.
  • a carbon dioxide absorption and absorption method is a carbon dioxide absorption and absorption method using a carbon dioxide absorbent according to an aspect of the present disclosure, wherein the temperature of the gas is about room temperature, and And the supply step of supplying a gas having a humidity of 20 to 40% RH to the carbon dioxide absorbent.

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Abstract

従来よりも効率的にＣＯ２を吸収可能なＣＯ２吸収材を提供する。ＣＯ２吸収材（１０）は、アルカリ金属を含む複合酸化物を主成分として含んでおり、炭酸ルビジウムおよび炭酸セシウムの少なくとも一方を、ＣＯ２吸収材（１０）に含まれる複数種の非主成分のうちの一種である第１非主成分としてさらに含んでいる。

Description

二酸化炭素吸収材、ペレット、フィルタ、二酸化炭素吸収装置、および二酸化炭素吸収方法
　以下の開示は、気体中に含まれる二酸化炭素（ＣＯ２）を吸収する二酸化炭素吸収材（ＣＯ２吸収材）に関する。
　近年、米国ローレンス・バークレー国立研究所から、ＣＯ２濃度が２５００ｐｐｍ以上になると思考力が低下するとの報告がなされている。このように、空気中のＣＯ２濃度が特定の濃度以上になると、人体へ悪影響を及ぼす。このため、空気中のＣＯ２濃度の上昇を防ぐ必要がある。また、分析機器の中には、取り込んだ空気からのＣＯ２の除去を必要とするものもある。これらの点を踏まえ、様々なＣＯ２吸収材が開発されている。
　例えば、特許文献１には、室温において繰り返し使用可能なＣＯ２吸収材（より具体的には、炭酸ガス吸収材）が開示されている。特許文献１のＣＯ２吸収材は、一般式ＬｉｘＳｉｙＯｚ（ｘ、ｙ、およびｚは、ｘ＋４ｙ－２ｚ＝０を満たす整数）によって表されるリチウムシリケートを主成分として含んでいる。
　特許文献２には、高温下において低濃度のＣＯ２（より具体的には、炭酸ガス）を効率的に吸収可能なＣＯ２吸収材（炭酸ガス吸収材）が開示されている。特許文献２のＣＯ２吸収材は、例えばリチウムオルトシリケート（Ｌｉ４ＳｉＯ４）（特許文献１の一般式において、ｘ＝４、ｙ＝１、ｚ＝２に相当）とルビジウム化合物とを含んでいる。
日本国公開特許公報「特開２００３－１２６６８８号公報」 日本国公開特許公報「特開２００９－１０６８１２号公報」
　但し、後述するように、ＣＯ２吸収材のＣＯ２吸収性能を向上させるための構成については、さらなる改善の余地がある。本開示の一態様は、従来よりも効率的にＣＯ２を吸収可能なＣＯ２吸収材を提供することを目的とする。
　上記の課題を解決するために、本開示の一態様に係る二酸化炭素吸収材は、アルカリ金属を含む複合酸化物を主成分として含んでおり、炭酸ルビジウムおよび炭酸セシウムの少なくとも一方を、上記二酸化炭素吸収材に含まれる複数種の非主成分のうちの一種である第１非主成分としてさらに含んでいる。
　本開示の一態様に係るＣＯ２吸収材によれば、従来よりも効率的にＣＯ２を吸収できる。
実施形態１に係る測定機構の一例を示す図である。 粉体ＸについてのＸ線回折装置による測定結果の一例を示す図である。 図１の測定機構によって測定された、容器の内部に含まれる気体中のＣＯ２濃度の時間的な推移の一例を示す図である。 異なる湿度ごとに測定された、ＣＯ２吸収材Ａ～ＤのＣＯ２吸収量を示す図である。 異なる添加量ごとに測定された、実施例２および比較例１のＣＯ２吸収量を示す図である。 実施形態２における、温度２２～２６℃、湿度１８～２０％、４０～４１％、および５４％での、ＣＯ２吸収材Ａ、Ｃ、およびＥのそれぞれのＣＯ２吸収量を示す図である。 実施形態２における、温度２２～２６℃、湿度２８～３０％、５４～５５％での、ＣＯ２吸収材Ｂ、Ｃ、およびＦのそれぞれのＣＯ２吸収量を示す図である。 （ａ）は実施形態３のフィルタの一例を示す図であり、（ｂ）は当該フィルタの要部の拡大図である。 実施形態４の空気清浄器の概略的な構成を示す図である。
　〔実施形態１〕
　実施形態１のＣＯ２吸収材１０（二酸化炭素吸収材）について説明する。説明の便宜上、以降の各実施形態では、実施形態１にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を繰り返さない。
　（ＣＯ２吸収材１０）
　図１は、容器１内のＣＯ２濃度を測定する測定機構の一例を示す。当該測定機構は、ＣＯ２吸収材１０によるＣＯ２吸収量を測定するために用いられる。当該測定機構の構成、および、当該測定機構を用いて得られた測定結果については、後述する。
　ＣＯ２吸収材１０は、気体中に含まれるＣＯ２を吸収する。具体的には、ＣＯ２吸収材１０は、水（すなわち水蒸気）とＣＯ２（すなわち炭酸ガス）とを含む気体中から、少なくとも一部のＣＯ２を分離して、当該ＣＯ２を吸収する。本明細書において、「ＣＯ２を吸収する」とは、例えば、「ＣＯ２吸収材１０がＣＯ２と反応し、当該ＣＯ２を含む化合物を形成すること」を意味する。但し、「ＣＯ２を吸収する」とは、例えば、「ＣＯ２吸収材１０の表面においてＣＯ２が物理吸着すること」等を意味していてもよい。すなわち、「ＣＯ２を吸収する」とは、「ＣＯ２吸収材１０と接触したＣＯ２は、ＣＯ２吸収材１０の周囲の環境（温度、湿度、およびＣＯ２濃度等）が変化しない限り、ＣＯ２吸収材１０から気体中へと放出されない」ことを総称的に意味する。
　本明細書において、「空間」とは、人間（またはその他の生物）が生存可能な環境を意味する。従って、空間における気圧は、大気圧（１気圧）付近である。また、「室温」とは、例えば１℃～３０℃程度の温度を意味する。また、例えば１℃～５０℃程度の温度を、「室温程度の温度」と称してもよい。より具体的には、室温程度の温度とは、１℃以上かつ５０℃以下を意味すると理解されてもよい。
　ＣＯ２吸収材１０は、リチウムオルトシリケート（Ｌｉ４ＳｉＯ４）を主成分として含んでいる。リチウムオルトシリケートは、「４価のリチウムシリケート」とも称される。４価のリチウムシリケートとは、「１価のＬｉを４つ有するリチウムシリケート」を意味する。
　ＣＯ２吸収材１０は、炭酸ルビジウム（Ｒｂ２ＣＯ３）および炭酸セシウム（Ｃｓ２ＣＯ３）の少なくとも一方を、さらに含んでいる。本明細書では、ＣＯ２吸収材１０が含む成分（物質）のうち、炭酸ルビジウムおよび炭酸セシウムを、総称的に「第１非主成分」と称する。
　第１非主成分は、「ＣＯ２吸収材１０に含まれる複数種の非主成分のうちの一種」とも表現できる。以下に述べるように、第１非主成分は、ＣＯ２吸収材１０のＣＯ２吸収性能の向上に寄与する。より具体的には、第１非主成分は、低湿度の環境下において、ＣＯ２吸収材１０のＣＯ２吸収性能の向上に特に寄与する。
　このように、ＣＯ２吸収材１０は、リチウムオルトシリケートを主成分として含むとともに、第１非主成分をさらに含んでいる。ＣＯ２吸収材１０は、主成分および第１非主成分以外の他の成分（例：不純物）をさらに含む。また、後述するように、ＣＯ２吸収材１０は、炭酸カリウム（Ｋ２ＣＯ３）（後述の第２非主成分）をさらに含んでいてもよい。
　本明細書において、「リチウムオルトシリケートがＣＯ２吸収材１０の主成分である」とは、ＣＯ２吸収材１０に含まれる全物質に対するリチウムオルトシリケートの割合が、十分に大きいことを意味する。一例として、ＣＯ２吸収材１０に含まれる全物質に対するリチウムオルトシリケートの割合は、６０％以上である。また、ＣＯ２吸収材１０に含まれる全物質に対する、主成分および第１非主成分の合計の割合は、８０％以上であってよい。
　（ＣＯ２吸収材１０の作製方法の一例）
　二酸化珪素（ＳｉＯ２）および炭酸リチウム（Ｌｉ２ＣＯ３）のモル比が１：２となるよう秤量する（秤量工程）。その後、二酸化珪素および炭酸リチウムを乳鉢にて約１０分間混合する（混合工程）。乳鉢で混合された二酸化珪素および炭酸リチウム（混合粉体）を電気炉にて、約７００℃の温度で１０時間加熱する（加熱工程）。加熱後の混合粉体を乳鉢にて粉砕し、粉砕後の粉体（以下、粉体Ｘ）を篩に通す（粉砕工程）。
　以下に述べるように、粉体Ｘは、リチウムオルトシリケートであることが確認された。従って、上記方法によって、粉体（粉末状）のリチウムオルトシリケートが作製された。上記方法によって得られたリチウムオルトシリケートは、平均粒子径（Ｄ５０）が約１０μｍであった。
　なお、混合工程において用いられる装置は、乳鉢に限定されず、ポットミルまたは３次元ミル等であってもよい。当該装置は、二酸化珪素および炭酸リチウムを混合可能なものであればよい。混合工程における混合時間は、秤量工程において秤量される二酸化珪素および炭酸リチウムの全重量に応じて変化しうる。
　また、加熱工程における加熱温度および加熱時間は、用いられる電気炉に応じて変化し得る。電気炉の仕様の違いを考慮すれば、加熱温度は、例えば、６００℃以上かつ１０００℃以下であればよい。加熱時間は、例えば、５時間以上かつ４０時間以内であればよい。
　さらに、粉砕工程において用いられる装置も、乳鉢に限定されず、ポットミルまたは３次元ミル等であってもよい。当該装置は、リチウムオルトシリケートを十分に粉砕可能なものであればよい。粉砕工程における粉砕時間は、１度に粉砕処理が施される対象となるリチウムオルトシリケートの全重量に応じて変化しうる。
　続いて、粉体のリチウムオルトシリケート（主成分）に対して、第１非主成分（炭酸ルビジウムおよび炭酸セシウムの少なくとも一方）を添加する。そして、主成分と第１非主成分とを乳鉢にて混合する。このようにして、ＣＯ２吸収材１０が作製される。
　実施形態１において、本願の発明者ら（以下、発明者ら）は、
　　・ＣＯ２吸収材Ａ：リチウムオルトシリケートに対して炭酸ルビジウムを３４．６ｗｔ％（重量％）添加したＣＯ２吸収材；
　　・ＣＯ２吸収材Ｂ：リチウムオルトシリケートに対して炭酸セシウムを３４．６ｗｔ％添加したＣＯ２吸収材；
の、２通りのＣＯ２吸収材１０を作製した。
　以下では、リチウムオルトシリケートに対して炭酸ルビジウムを添加したＣＯ２吸収材１０を、実施例１とも称する。また、リチウムオルトシリケートに対して炭酸セシウムを添加したＣＯ２吸収材１０を、実施例２とも称する。
　（粉体Ｘの同定）
　図２は、粉体Ｘについての、Ｘ線回折装置（ＸＲＤ，X-ray diffraction）による測定結果の一例を示すグラフである。発明者らは、Ｘ線回折装置を用いて粉体Ｘを同定し、当該粉体Ｘがリチウムオルトシリケート（Ｌｉ４ＳｉＯ４）であることを確認した。
　図２において、横軸は回折角（単位：°）を示し、縦軸は測定対象（物質）における散乱後のＸ線強度（任意単位）を示す。図２の凡例「Ｌｉ４ＳｉＯ４」（実線）は、粉体Ｘを測定対象とした場合に得られた測定結果である。一方、図２の凡例「Ｌｉ４ＳｉＯ４－ｒｅｆ（３７－１４７２）」（三角印）は、リファレンスとしてのＬｉ４ＳｉＯ４の解析結果を示す。
　図２に示すように、粉体Ｘ（実線）は、リファレンスとしてのＬｉ４ＳｉＯ４と略同一の回折角において、強度のピークを有していることが確認された。すなわち、上述の通り作製されたＣＯ２吸収材１０は、Ｌｉ４ＳｉＯ４を主成分として含む物質であることが特定された。
　（ＣＯ２吸収材１０のＣＯ２吸収特性）
　発明者らは、図１の測定機構を用いて、上述の通り作製されたＣＯ２吸収材１０のＣＯ２吸収特性を確認した。測定機構は、容器１、濃度測定器２、皿３、およびファン４（供給部）を備えている。ＣＯ２吸収特性の測定対象となるＣＯ２吸収材（以下、対象ＣＯ２吸収材）（例：ＣＯ２吸収材１０）は、皿３の上に載置可能である。
　測定機構は、容器１の内部に含まれる気体中のＣＯ２濃度を測定することにより、対象ＣＯ２吸収材によるＣＯ２吸収量を測定する。以下では、対象ＣＯ２吸収材がＣＯ２吸収材１０である場合を主に例示する。
　容器１は、水とＣＯ２とを含む気体が充填されることにより、測定環境を当該容器１の内部に作り出すことが可能であるように構成されている。容器１の前面には、扉（不図示）が設けられている。また、実施形態１では、容器１の材料（材質）はアクリルである。但し、上記測定環境を提供できれば、容器１の材料は特に限定されない。
　濃度測定器２、皿３、およびファン４はそれぞれ、容器１の内部に配置されている。濃度測定器２は、密閉された状態（扉が閉められた状態）の容器１の内部に含まれる気体中のＣＯ２濃度を測定する。皿３は、例：ＣＯ２吸収材１０を支持する支持部材としての役割を担う。
　ファン４は、密閉された状態の容器１の内部に含まれる気体を撹拌する。つまり、ファン４は、皿３の上に載置されたＣＯ２吸収材１０に対する気体の接触を促進する。ファン４は、気体をＣＯ２吸収材１０に供給する供給装置（供給部）として機能する。
　但し、供給部は、必ずしもファンに限定されない。供給部は、気体をＣＯ２吸収材１０に供給する役割を果たすものであればよい。例えば、ポンプ等の流体機械を、供給部として用いることができる。
　以下に述べるように、供給部によれば、相対湿度（Relative Humidity，ＲＨ）が２０％以上かつ４０％以下である気体を、ＣＯ２吸収材１０に供給できる。当該気体をＣＯ２吸収材１０に供給する工程は、供給工程とも称される。以降、本明細書では、相対湿度を単に「湿度」とも称する。相対湿度とは、所定の温度における気体の水蒸気圧と、当該所定の温度における飽和水蒸気圧との比率を表す。
　なお、生物（例：人または動物）がＣＯ２吸収材１０に向けて強制的に気体を供給できる場合には、流体機械（例：ファンまたはポンプ）を設ける必要はない。この場合、例えば、後述の実施形態４において述べるＣＯ２吸収装置（例：図９の空気清浄器１００）の筐体の表面には、不図示の開口部（気体をＣＯ２吸収装置の内部に取り込むための開口部）が形成されてよい。この場合、当該開口部が、供給部としての役割を果たす。あるいは、後述の実施形態３の挿入管３６を、供給部として用いることもできる。
　ファン４を容器１の内部に設けることにより、ファン４を設けない場合に比べて、ＣＯ２吸収材１０により多くの気体を接触させることができる。つまり、ＣＯ２吸収材１０に、より多くのＣＯ２を接触させることができる。それゆえ、ＣＯ２吸収材１０によるＣＯ２吸収を促進させることができる。
　図１の測定機構を用いた測定方法は、以下の通りである。まず。まず、内容積１２リットルのアクリル製の容器１を、温度２５℃、湿度４０％の大気中に載置した。そして、容器１の内部の雰囲気を、当該大気と同一の雰囲気とした。
　続いて、０・１ｇ（グラム）のＣＯ２吸収材Ｂ（ＣＯ２吸収材１０の一例）を皿３に入れて、当該皿３を容器１の内部に載置した。その後、容器１の扉を閉めて、当該容器１を密閉した。そして、容器１を密閉した状態において、ファン４を動作させた。この測定環境において、濃度測定器２によって、容器１の内部に含まれる気体中のＣＯ２濃度を経時的に測定した。
　図３は、当該測定結果を示すグラフである。より具体的には、図３は、容器１の内部に含まれる気体中のＣＯ２濃度の時間的な推移の一例を示すグラフである。図３のグラフにおいて、横軸は測定開始時点からの経過時間（単位：ｈ）を、縦軸はＣＯ２濃度（単位：ｐｐｍ）をそれぞれ示す。
　図３に示されるように、測定開始時点から少なくとも約２０時間に亘り、気体中のＣＯ２濃度は、減少し続けたことが確認された。つまり、測定開始時点から少なくとも約２０時間に亘り、ＣＯ２吸収材１０はＣＯ２を吸収し続けたことが確認された。
　（比較試験）
　発明者らは、図１の測定機構において、複数の対象ＣＯ２吸収材（上述の実施例１・２および以下に述べる比較例１・２）のＣＯ２吸収性能を測定し、当該ＣＯ２吸収性能を比較した。具体的には、発明者らは、容器１の内部の湿度を様々に設定した。その上で、発明者らは、各ＣＯ２吸収材のＣＯ２吸収量を測定した。
　発明者らは、実施例１・２として、上述のＣＯ２吸収材Ａ・Ｂをそれぞれ準備した。続いて、発明者らは、比較例として、
　　・ＣＯ２吸収材Ｃ：リチウムオルトシリケートに対して炭酸カリウムを３４．６ｗｔ％添加したＣＯ２吸収材；
　　・ＣＯ２吸収材Ｄ：リチウムオルトシリケート（主成分）に対して、炭酸塩の添加を施していないＣＯ２吸収材；
の、２通りのＣＯ２吸収材１０を作製した。以下では、リチウムオルトシリケートに対して炭酸カリウムを添加したＣＯ２吸収材を、比較例１とも称する。また、リチウムオルトシリケートに対して炭酸塩の添加を施していないＣＯ２吸収材を、比較例２とも称する。
　ところで、特許文献１には、リチウムシリケート（リチウムオルトシリケートを含みうる）に、リチウム、ナトリウム、およびカリウムの中から選ばれるアルカリの炭酸塩を添加することが開示されている。炭酸カリウムは、当該アルカリの炭酸塩のうち、潮解性を有している。
　このため、気体中に水分が含まれる場合、炭酸カリウムは、ＣＯ２吸収材に対する気体中の水分の吸着を特に効果的に促進させることが期待される。つまり、炭酸カリウムは、上記アルカリの炭酸塩のうち、ＣＯ２吸収性能を特に効果的に向上させる添加物として機能することが期待される。以上の点を踏まえ、発明者らは、炭酸カリウムを添加物とするＣＯ２吸収材を、比較例１として採用した。
　発明者らは、測定機構において、容器１の内部の温度を２２～２６℃の範囲に保ちつつ、容器１の内部の湿度を１０～６０％ＲＨの範囲において変化させた。そして、発明者らは、各測定条件下において、ＣＯ２吸収材Ａ～ＤのそれぞれのＣＯ２吸収量を測定した。具体的には、発明者らは、測定開始時点から１時間後の単位重量（１ｇ）当たりのＣＯ２吸収量（以下、単に、ＣＯ２吸収量と称する）を測定した。
　図４は、異なる湿度ごとに測定された、ＣＯ２吸収材Ａ～ＤのＣＯ２吸収量を示すグラフである。図４のグラフにおいて、横軸は湿度（単位：％ＲＨ）を、縦軸はＣＯ２吸収量（単位：ｍｇＣＯ２／ｇ）をそれぞれ示す。
　図４に示されるように、ＣＯ２吸収材Ａ～Ｃ（実施例１・２および比較例１）はそれぞれ、どの湿度においても、ＣＯ２吸収材Ｄ（比較例２，炭酸塩の添加を施していないＣＯ２吸収材）に比べて、高いＣＯ２吸収量を示していた。つまり、リチウムオルトシリケートに対して、炭酸ルビジウム、炭酸セシウム、または、炭酸カリウムのいずれかを添加することにより、ＣＯ２吸収材のＣＯ２吸収性能が向上することが確認された。
　さらに、ＣＯ２吸収材Ｃについては、（ｉ）湿度が高い場合（湿度５４％）では高いＣＯ２吸収量を示すものの、（ｉｉ）湿度が低下するにつれてＣＯ２吸収量が顕著に低下した。具体的には、湿度が５４％から４０％に低下した場合、ＣＯ２吸収材ＣのＣＯ２吸収量は、約１／２に低減した。
　これに対して、ＣＯ２吸収材ＡおよびＢは、湿度１８～４１％において、ＣＯ２吸収材Ｃよりも高いＣＯ２吸収量吸収量を示していた。さらに、ＣＯ２吸収材Ｂは、湿度１８～４１％において、ＣＯ２吸収材Ａよりも高いＣＯ２吸収量を示していた。つまり、ＣＯ２吸収材１０は、炭酸セシウムのみを第１非主成分として含む場合に、特に優れたＣＯ２吸収量を示すことが確認された。
　なお、ＣＯ２吸収材ＡおよびＢのＣＯ２吸収量吸収量は、（ｉ）湿度１０％ではＣＯ２吸収材ＣのＣＯ２吸収量吸収量とほぼ同等であり、（ｉｉ）湿度５４％ではＣＯ２吸収材ＣのＣＯ２吸収量吸収量を下回っていた。
　続いて、発明者らは、実施例２（リチウムオルトシリケートに対して炭酸セシウムを添加したＣＯ２吸収材）と比較例１（リチウムオルトシリケートに対して炭酸カリウムを添加したＣＯ２吸収材）とのＣＯ２吸収性能を、さらに比較した。
　具体的には、発明者らは、図１の測定機構において、容器１の内部の温度を２２～２６℃、湿度を３４～３６％に設定した。その上で、発明者らは、（ｉ）実施例２のＣＯ２吸収材における、リチウムオルトシリケートに対する炭酸セシウムの添加量、および、（ｉｉ）比較例１のＣＯ２吸収材における、リチウムオルトシリケートに対する炭酸カリウムの添加量を様々に変化させた。そして、発明者らは、各ＣＯ２吸収材について、測定開始時点から１時間後のＣＯ２吸収量を測定した。
　図５は、異なる添加量ごとに測定された、実施例２および比較例１のＣＯ２吸収量を示すグラフである。図５のグラフにおいて、横軸は添加量（単位：ｗｔ％）を、縦軸はＣＯ２吸収量（単位：ｍｇＣＯ２／ｇ）をそれぞれ示す。
　図５に示されるように、発明者らは、実施例２のＣＯ２吸収材において、リチウムオルトシリケートに対する炭酸セシウムの添加量として、
　　・１．２ｗｔ％；
　　・１１．５ｗｔ％；
　　・３４．６ｗｔ％；
　　・１０３．８ｗｔ％；
　　・２０７．５ｗｔ％；
　という５通りの値を採用した。
　また、発明者らは、比較例１のＣＯ２吸収材においても、リチウムオルトシリケートに対する炭酸カリウムの添加量として、上記と同じ５通りの値を採用した。以下の説明では、「リチウムオルトシリケートに対する炭酸セシウムの添加量」（実施例２）および「リチウムオルトシリケートに対する炭酸カリウムの添加量」（比較例１）を、総称的に「添加量」と称する。
　添加量が２０７．５ｗｔ％である場合（添加量が最も多い場合）のみ、実施例２のＣＯ２吸収量は、比較例１のＣＯ２吸収量とほぼ同等であった。これに対して、その他の場合（添加量が１．２ｗｔ％～１０３．８ｗｔ％である場合）には、実施例２のＣＯ２吸収量は、比較例１のＣＯ２吸収量よりも大きいことが確認された。
　つまり、実施例２において、第１非主成分である炭酸セシウムの添加量を１．２ｗｔ％以上かつ１０３．８ｗｔ％以下に設定することにより、特に優れたＣＯ２吸収量を実現できることが確認された。
　（効果）
　ＣＯ２吸収材１０は、リチウムオルトシリケートを主成分として含むとともに、炭酸ルビジウムおよび炭酸セシウムの少なくとも一方を、第１非主成分としてさらに含んでいる。当該構成によれば、例えば図４に示されるように、低湿度（例：湿度２０～４０％）の環境下において、従来の高性能なＣＯ２吸収材（比較例１）に比べて、より優れたＣＯ２吸収性能を実現できる。特に、室温程度の温度において、優れたＣＯ２吸収性能を実現できる。
　ところで、上述のように、特許文献１のＣＯ２吸収材では、低湿度の環境下においては、アルカリの炭酸塩に対する水分の吸着量が低下しうる。このため、特許文献１のＣＯ２吸収材では、低湿度の環境下では、十分なＣＯ２吸収性能を実現できない。
　また、特許文献２のＣＯ２吸収材は、高温環境における使用が想定されていた。つまり、特許文献２のＣＯ２吸収材は、生物の存在環境（例：人間の生活環境）下の温度（例：室温程度の温度）における使用が想定されていない。
　これに対して、ＣＯ２吸収材１０によれば、室温程度の温度であり、かつ、低湿度になり得る環境において、従来よりも効率的にＣＯ２を吸収できる。それゆえ、所定の量のＣＯ２を吸収するために使用されるＣＯ２吸収材の量を低減できる。その結果、当該ＣＯ２吸収材１０を搭載したＣＯ２吸収装置のサイズを小さくできるという利点も得られる。
　（ＣＯ２吸収材１０の主成分における他の材料の適用可能性）
　ＣＯ２吸収材１０の主成分は、リチウムオルトシリケートに必ずしも限定されない。当該主成分は、（ｉ）室温程度の温度において、水（湿度）の存在下でＣＯ２を吸収可能な材料（物質）であって、かつ、（ｉｉ）第１非主成分がさらに添加されることにより、上述の効果を発現するものであればよい。
　一例として、当該主成分としては、（ｉ）リチウムオルトシリケートとは分子式の異なるリチウムシリケート、または、（ｉｉ）ナトリウムシリケート等の、シリケート化合物が挙げられる。あるいは、当該主成分は、アルカリ金属を含む複合酸化物であってもよい。アルカリ金属を含む複合酸化物の候補としては、例えばリチウム化合物等（例：リチウムフェライト等）が挙げられる。
　つまり、ＣＯ２吸収材１０は、室温程度の温度において、気体中に含まれるＣＯ２を吸収する複合酸化物を主成分として含んでいればよい。
　〔変形例〕
　ＣＯ２吸収材１０は、炭酸ルビジウムおよび炭酸セシウムの両方を、第１非主成分として含んでいてもよい。この場合にも、実施形態１と同様の効果が得られる。
　〔実施形態２〕
　実施形態２のＣＯ２吸収材１０は、実施形態１と同様の主成分および第１非主成分を含んでいる。但し、実施形態２のＣＯ２吸収材１０は、実施形態１とは異なり、炭酸カリウムをさらに含んでいる。実施形態２の説明では、「実施形態２のＣＯ２吸収材１０」を、単に「ＣＯ２吸収材１０」とも称する。
　ＣＯ２吸収材１０に含まれるその他の成分との区別のため、ＣＯ２吸収材１０に成分として含まれる炭酸カリウムを、「第２非主成分」とも称する。第２非主成分は、「ＣＯ２吸収材１０に含まれる複数種の非主成分のうち、第１非主成分とは異なる種類の成分」とも表現できる。
　以下に述べるように、第２非主成分は、ＣＯ２吸収材１０のＣＯ２吸収性能の向上に寄与する。より具体的には、第２非主成分は、非低湿度の環境下において、ＣＯ２吸収材１０のＣＯ２吸収性能の向上に特に寄与する。ＣＯ２吸収材１０は、主成分、第１非主成分、および第２非主成分以外の他の成分（例：不純物）をさらに含む。ＣＯ２吸収材１０に含まれる全物質に対する、主成分、第１非主成分、および第２非主成分の合計の割合は、８０％以上であってよい。
　（実施形態２におけるＣＯ２吸収材１０の作製方法の一例）
　発明者らは、実施形態１の粉体Ｘ（粉体のリチウムオルトシリケート，主成分）に対して、第１非主成分（炭酸ルビジウムまたは炭酸セシウムの一方）と第２非主成分（炭酸カリウム）とを添加した。そして、発明者らは、主成分と第１非主成分と第２非主成分とを乳鉢によって混合し、実施形態２のＣＯ２吸収材１０を作製した。
　なお、第１非主成分および第２非主成分は、主成分に対して添加される前に、乳鉢によって予め混合されていてもよい。実施形態１と同様に、主成分と第１非主成分と第２非主成分とを混合する装置は、乳鉢に限定されず、ポットミルまたは３次元ミル等であってもよい。なお、炭酸ルビジウムおよび炭酸セシウムの両方が、第１非主成分として用いられてもよい。
　実施形態２において、発明者らは、リチウムオルトシリケートに対して、第１非主成分（炭酸ルビジウムまたは炭酸セシウムの一方）と第２非主成分（炭酸カリウム）とを合計した重量が３４．６ｗｔ％となるように、第１非主成分と第２非主成分とを添加した。
　そして、発明者らは、
　　・ＣＯ２吸収材Ｅ：炭酸ルビジウムと炭酸カリウムとの重量比が、Ｒｂ２ＣＯ３：Ｋ２ＣＯ３＝１：９９であるＣＯ２吸収材；
　　・ＣＯ２吸収材Ｆ：炭酸セシウムと炭酸カリウムとの重量比が、Ｃｓ２ＣＯ３：Ｋ２ＣＯ３＝１：９９であるＣＯ２吸収材；
の、２通りのＣＯ２吸収材１０を作製した。
　（実施形態２におけるＣＯ２吸収材１０のＣＯ２吸収特性）
　続いて、発明者らは、図１の測定機構を用いて、実施形態１のＣＯ２吸収材Ａ・Ｃ（実施例１・比較例１）および実施形態２のＣＯ２吸収材ＥのＣＯ２吸収特性を比較した。同様に、発明者らは、実施形態１のＣＯ２吸収材Ｂ・Ｃ（実施例２・比較例１）および実施形態２のＣＯ２吸収材ＦのＣＯ２吸収特性を比較した。
　（第１の実験例）
　発明者らは、容器１の内部の温度を２２～２６℃、湿度を１８～２０％、２８～３０％、または４０～４１％に設定した。つまり、容器１の内部環境を、ほぼ低湿度といえる環境に設定した。その上で、発明者らは、各ＣＯ２吸収材について、測定開始時点から１時間後のＣＯ２吸収量を測定した。以下、当該測定を、第１の実験例と称する。
　（第２の実験例）
　発明者らは、第１の実験例に対する対比実験（第２の実験例）を行った。発明者らは、容器１の内部の温度を２２～２６℃、湿度を５４～５５％に設定した。つまり、容器１の内部環境を、中程度の湿度（非低湿度）に設定した。その上で、発明者らは、各ＣＯ２吸収材について、測定開始時点から１時間後のＣＯ２吸収量を測定した。
　図６および図７は、温度２２～２６℃、湿度１８～２０％、２８～３０％、４０～４１％、および５４～５５％における、各ＣＯ２吸収材のＣＯ２吸収量を示す図（表）である。図６には、湿度１８～２０％、４０～４１％、および５４％の例が示されている。図７には、湿度２８～３０％および５４～５５％の例が示されている。
　以下、ＣＯ２吸収材に添加された炭酸ルビジウム（第１非主成分の一例）と第２非主成分（炭酸カリウム）とを合計した重量に対する、炭酸ルビジウムの重量の割合を、Ｒｂ２ＣＯ３割合とも称する。また、ＣＯ２吸収材に添加された炭酸セシウム（第１非主成分の別の例）と第２非主成分（炭酸カリウム）とを合計した重量に対する、炭酸セシウムの重量の割合を、Ｃｓ２ＣＯ３割合とも称する。
　図６および図７の例では、第１非主成分は炭酸ルビジウムまたは炭酸セシウムの一方である。図６の例では、第１非主成分は炭酸ルビジウムである。図６に示されるように、ＣＯ２吸収材Ｅでは、Ｒｂ２ＣＯ３割合は、｛１／（１＋９９）｝×１００＝１％となる。また、図７の例では、第１非主成分は炭酸セシウムである。図７に示されるように、ＣＯ２吸収材Ｆでは、Ｃｓ２ＣＯ３割合は、｛１／（１＋９９）｝×１００＝１％となる。
　これに対して、ＣＯ２吸収材Ａでは、炭酸ルビジウムが第１非主成分として含まれており、第２非主成分は含まれていない。従って、図６に示されるように、ＣＯ２吸収材Ａでは、Ｒｂ２ＣＯ３割合は、１００％となる。また、ＣＯ２吸収材Ｂでは、炭酸セシウムが第１非主成分として含まれており、第２非主成分は含まれていない。従って、図７に示されるように、ＣＯ２吸収材Ｂでは、Ｃｓ２ＣＯ３割合は、１００％となる。
　また、ＣＯ２吸収材Ｃには、第１非主成分としての炭酸ルビジウムおよび炭酸セシウムは含まれていない。従って、図６に示されるように、ＣＯ２吸収材Ｃでは、Ｒｂ２ＣＯ３割合は、０％となる。また、図７に示されるように、ＣＯ２吸収材Ｃでは、Ｃｓ２ＣＯ３割合は、０％となる。
　図６に示されるように、湿度１８～２０％および４０～４１％において、ＣＯ２吸収材Ｅは、ＣＯ２吸収材Ｃ（比較例１）に比べて、優れたＣＯ２吸収量を示すことが確認された。さらに、湿度５４％において、ＣＯ２吸収材Ｅは、ＣＯ２吸収材Ａ（実施例１）に比べて、優れたＣＯ２吸収量を示すことが確認された。
　図７に示されるように、湿度２８～３０％において、ＣＯ２吸収材Ｆは、ＣＯ２吸収材Ｃ（比較例１）に比べて、優れたＣＯ２吸収量を示すことが確認された。さらに、湿度５４～５５％において、ＣＯ２吸収材Ｆは、ＣＯ２吸収材Ｂ（実施例２）に比べて、優れたＣＯ２吸収量を示すことが確認された。
　以上の実験結果を踏まえ、発明者らは、「Ｒｂ２ＣＯ３割合またはＣｓ２ＣＯ３割合は、１％以上であることが好ましい」という知見を新たに見出した。このことから、発明者らは、（ｉ）「炭酸カリウムに対する、炭酸ルビジウムの重量の割合は、１／９９以上であることが好ましい」こと、および、（ｉｉ）「炭酸カリウムに対する、炭酸セシウムの重量の割合は、１／９９以上であることが好ましい」ことをさらに見出した。
　これらの点を踏まえ、発明者らは、「第２非主成分（炭酸カリウム）に対する、第１非主成分（炭酸ルビジウムおよび炭酸セシウムの少なくとも一方）の重量の割合は、１／９９以上であることが好ましい」ことをさらに見出した。
　当該構成によれば、図６および図７に示されるように、低湿度の場合に、ＣＯ２吸収材１０のＣＯ２吸収性能を向上させることができる。具体的には、ＣＯ２吸収材１０に第１非主成分と第２非主成分（炭酸カリウム）の両方を添加することで、ＣＯ２吸収材Ｃ（主成分に対して炭酸カリウムのみが添加されたＣＯ２吸収材）に比べて、ＣＯ２吸収性能を向上させることができる。
　加えて、図６および図７に示されるように、非低湿度の場合にも、第２非主成分（炭酸カリウム）によって、ＣＯ２吸収材１０のＣＯ２吸収性能をある程度高いレベルに維持できる。つまり、湿度が増加した場合にも、ＣＯ２吸収材１０のＣＯ２吸収性能の低下を抑制できる。
　非低湿度の場合には、低湿度の場合に比べて、ＣＯ２吸収材に含まれる炭酸カリウムが高いＣＯ２吸収性能を示すと考えられる。図６および図７のいずれの例においても、ＣＯ２吸収材Ｃが最も優れたＣＯ２吸収量を示しているためである。
　また、非低湿度の場合には、低湿度の場合に比べて、ＣＯ２吸収材に含まれる第１主成分（炭酸ルビジウムおよび炭酸セシウムの少なくとも一方）のＣＯ２吸収性能が顕著に低下すると考えられる。図６の例では、ＣＯ２吸収材Ａが最も低いＣＯ２吸収量を示しているためである。また、図７の例では、ＣＯ２吸収材Ｂが最も低いＣＯ２吸収量を示しているためである。
　従って、ＣＯ２吸収材１０によれば、非低湿度の場合に、第１非主成分（炭酸ルビジウムおよび炭酸セシウムの少なくとも一方）のＣＯ２吸収性能の低下を、第２非主成分である炭酸カリウムのＣＯ２吸収性能の向上によって補償できる。
　ところで、第１非主成分である炭酸ルビジウムおよび炭酸セシウムはいずれも、第２非主成分（炭酸カリウム）よりも高価である。しかしながら、実施形態２のＣＯ２吸収材１０によれば、実施形態１とは異なり、第２非主成分をさらに添加することで、第１非主成分の添加量を低減することが可能となる。
　つまり、ＣＯ２吸収材１０によれば、安価な材料を用いてＣＯ２吸収性能を向上させることができる。それゆえ、ＣＯ２吸収材１０の製造コストを低減させた場合にも、当該ＣＯ２吸収材１０のＣＯ２吸収性能を向上させることができる。
　〔実施形態３〕
　図８の（ａ）は、実施形態３のフィルタ３０の一例を示す図である。図８の（ｂ）は、図８の（ａ）におけるフィルタ３０の要部の拡大図である。図８に示されるように、フィルタ３０には、ペレット２０が内蔵されている。
　（ペレット２０）
　ペレット２０は、実施形態１または２のＣＯ２吸収材１０を含んでいる。ペレット２０は、粉体であるＣＯ２吸収材１０を固めることにより造粒されている。従って、ペレット２０は、ＣＯ２吸収材１０よりも大きい造粒物である。
　図８の（ｂ）の例では、ペレット２０は、粉体のＣＯ２吸収材１０を略球形に成形することにより造粒されている。但し、ペレット２０の形状は、略球形に限定されない。ペレット２０は、円柱または直方体等の種々の形状に成形されてよい。
　ペレット２０の形状および大きさ（粒径）は、後述のフィルタ３０に内蔵されることを考慮する場合には、フィルタ３０に内蔵されたときに圧力損失を低減できる程度の形状および大きさであることが好ましい。この場合、ペレット２０の大きさは、例えば数ｍｍ～数１０ｍｍ程度であることが好ましい。ペレット２０の大きさとは、ペレット２０を内包する仮想的な球の直径の最小値を意味する。
　（ペレット２０の作製方法の一例）
　実施形態１または２の方法によって作製したＣＯ２吸収材１０と、バインダとを混合する（バインダ混合工程）。その後、ＣＯ２吸収材１０とバインダとの混合物を所定の型に挿入し、所定の温度によって焼結する（焼結工程）。
　これにより、粉体であるＣＯ２吸収材１０を含むペレット２０が作製される。また、ペレット２０が、ＣＯ２吸収材１０よりも大きい造粒物として作製される。
　（フィルタ３０）
　フィルタ３０は、気体中のＣＯ２を吸収する。フィルタ３０は、ＣＯ２を吸収するために、当該フィルタ３０の内部に粉体としてのＣＯ２吸収材１０を充填可能な粒子充填式フィルタであってよい。図８に示されるように、実施形態３では、フィルタ３０は、粉体としてのＣＯ２吸収材１０に替えて、上述のペレット２０を内蔵している。
　フィルタ３０は、当該フィルタ３０の内部に、ペレット２０および防塵フィルタ３５を備えている。また、フィルタ３０は２つの開口（不図示）を有している。フィルタ３０の各開口には、挿入管３６（供給部）および排出管３７が接続されている。
　挿入管３６は、水分とＣＯ２とを含む気体が通る管である。挿入管３６は、当該気体をフィルタ３０の内部へと挿入するために設けられている。排出管３７は、フィルタ３０によってＣＯ２の一部が吸収（除去）された後の気体が通る管である。排出管３７は、当該気体をフィルタ３０の外部へと排出するために設けられている。なお、ファンまたはポンプ等の流体機械を設けることにより、挿入管３６、フィルタ３０、および排出管３７に、気体をより効果的に通すことができる。
　防塵フィルタ３５は、挿入管３６および排出管３７からフィルタ３０の内部に、塵等の異物が入り込むことを防止するために設けられている。防塵フィルタ３５は、少なくともフィルタ３０の２つの開口を覆うように、フィルタ３０の内部に配置されている。
　挿入管３６側の開口を覆う防塵フィルタ３５は、挿入管３６からフィルタ３０の内部に挿入される気体をフィルタ３０の内部に均一に分散させるとともに、ペレット２０が当該開口から挿入管３６へ漏れ出ることを防止する。排出管３７側の開口を覆う防塵フィルタ３５は、ペレット２０が当該開口から排出管３７へと漏れ出ることを防止する。
　フィルタ３０の内部には、ペレット２０が敷き詰められている。気体は、挿入管３６を通り、フィルタ３０の内部に挿入される。そして、気体中のＣＯ２は、フィルタ３０の内部においてペレット２０によって吸収される。続いて、ＣＯ２が吸収（除去）された後の気体が、排出管３７からフィルタ３０の外部へと排出される。フィルタ３０によれば、ＣＯ２が除去された後の気体を、フィルタ３０の外部空間へと供給できる。
　（ペレット２０の効果）
　ペレット２０によっても、ＣＯ２吸収材１０と同様の効果を奏する。加えて、ペレット２０は、粉体であるＣＯ２吸収材１０を焼結することによって形成された、ＣＯ２吸収材１０よりも大型の造粒物である。このため、ペレット２０によれば、粉体であるＣＯ２吸収材１０の汎用性を向上させることができる。
　（フィルタ３０の効果）
　ところで、フィルタ３０の内部に粉体のＣＯ２吸収材１０をそのまま敷き詰めた場合であっても、フィルタ３０において、挿入管３６から挿入された気体（水分とＣＯ２とを含む気体）からＣＯ２を吸収すること自体は可能である。
　しかし、ＣＯ２吸収材１０が粉体である場合（特に、粉体の粒径がμｍオーダである場合）には、当該粉体をフィルタ３０に内蔵すると、粉体間の空隙が小さくなるためにフィルタ３０の内部における圧力損失が大きくなる。このため、フィルタ３０の内部において、目詰まりが発生してしまう。
　フィルタ３０の内部において目詰まりが発生した場合、挿入管３６からフィルタ３０の内部に挿入される気体が、フィルタ３０の内部を通過できなくなってしまう。このため、フィルタ３０に内蔵された粉体のＣＯ２吸収材１０の全体において、当該気体に含まれるＣＯ２を吸収できなくなってしまう可能性がある。
　この点を踏まえ、フィルタ３０は、ＣＯ２吸収材１０を含むペレット２０（粉体であるＣＯ２吸収材１０よりも大型の造粒物）を内蔵している。このため、フィルタ３０にペレット２０を内蔵した場合におけるペレット２０間の空隙は、フィルタ３０に粉体のＣＯ２吸収材１０を内蔵した場合におけるＣＯ２吸収材１０間の空隙よりも大きくなる。
　従って、フィルタ３０にペレット２０を内蔵することにより、フィルタ３０の内部における圧力損失を低減できる。このため、挿入管３６からフィルタ３０の内部に挿入される気体は、フィルタ３０の内部を容易に通過できる。
　それゆえ、フィルタ３０に内蔵されたペレット２０の全体（換言すれば、ＣＯ２吸収材１０の全体）において、気体に含まれるＣＯ２を吸収できる。このように、フィルタ３０にペレット２０を内蔵させることにより、フィルタ３０の内部に挿入された気体中に含まれるＣＯ２を効率的に吸収することが可能となる。
　以上のように、ペレット２０をフィルタ３０に内蔵させることにより、圧力損失の増加を生じさせるためフィルタ３０にそのまま適用することが困難であった粉体のＣＯ２吸収材１０を、フィルタ３０に適用することが可能となる。
　〔実施形態４〕
　図９は、実施形態４の空気清浄器１００（二酸化炭素吸収装置，ＣＯ２吸収装置）の概略的な構成を示す。図９における矢印は、空気清浄器１００が取り込んだ空気の流れを示す。空気清浄器１００は、容器４０と、フィルタ１０１と、ファン１０２（供給部）とを備えている。容器４０は、ＣＯ２吸収材１０を内部に収容している。一例として、容器４０は、ペレット２０を内蔵してよい。つまり、容器４０を、実施形態３のフィルタ３０と同様の部材として用いてもよい。
　ファン１０２は、空気清浄器１００の内部に空気を取り込む送風機である。ファン１０２の動作は、空気清浄器１００に設けられた制御部（不図示）によって制御される。フィルタ１０１は、ファン１０２の動作によって空気清浄器１００の内部に取り込まれた空気を清浄する。フィルタ１０１の種類は特に限定されないが、一例としては、脱臭空調フィルタ、ホルムアルデド吸収空調フィルタ、抗菌／集塵空調フィルタ、およびこれらのフィルタを組み合わせたものが挙げられる。
　ファン１０２が動作して空気が空気清浄器１００の内部へと取り込まれた場合、当該空気はフィルタ１０１を通過する。そして、フィルタ１０１を通過したことにより清浄された空気は、容器４０内のＣＯ２吸収材１０へと取り込まれる。
　空気清浄器１００は、ファン１０２を動作させることにより、（ｉ）フィルタ１０１における空気清浄のための空気の取り入れと、（ｉ）ＣＯ２吸収材１０への空気の取り入れとの両方を行うことができる。つまり、空気清浄器１００では、フィルタ１０１（空気清浄機能に係る部材）と、ＣＯ２吸収材１０（ＣＯ２吸収機能に係る部材）との間で、ファン１０２が共有されている。このため、空気清浄器１００の製造コストを削減できる。
　なお、不図示のセンサ（例：濃度測定器２）によって空気のＣＯ２濃度を検出する場合、フィルタ１０１は、当該センサにおけるＣＯ２濃度の検出を阻害する物質（以降、検出阻害物質）を除去することが望ましい。検出阻害物質とは、例えば空気中の塵等である。
　この場合、センサは、フィルタ１０１により検出阻害物質が除去された空気に対して、ＣＯ２濃度を検出できる。このため、検出阻害物質の影響を排除して、より正確にＣＯ２濃度を検出できる。加えて、センサに検出阻害物質が付着し、検出阻害物質が付着した以降の検出精度が低下することも防止できる。
　また、本開示の一態様に係るＣＯ２吸収装置は、空気清浄器のみに限定されない。当該ＣＯ２吸収装置は、本開示の一態様に係るＣＯ２吸収材と供給部とを備えていればよい。当該ＣＯ２吸収装置は、空気清浄器除湿器、加湿器、または空気調和機等の電子機器であってもよい。
　例えば、ＣＯ２吸収装置が除湿器または加湿器である場合、湿度およびＣＯ２濃度が適切な値に調整された空気を提供できる。また、ＣＯ２吸収装置が空気調和機である場合、温度およびＣＯ２濃度が適切な値に調整された空気を提供できる。このように、ユーザに対して快適な空気環境を提供する各種の機器が、ＣＯ２吸収装置として用いられてよい。
　除湿器をＣＯ２吸収装置として用いる場合を考える。空気のＣＯ２濃度を検出するセンサとして半導体センサを用いる場合、フィルタ１０１に替えて、除湿ユニットを設けることが好ましい。除湿ユニットにおいて除湿された空気をＣＯ２吸収材１０に取り込ませることにより、半導体センサにおいて、除湿後の空気のＣＯ２濃度を検出できる。
　一般的に、半導体センサによる気体（例：ＣＯ２）濃度の検出精度は、水分（湿度）による影響を受けやすい。そこで、当該構成によれば、水分の存在により半導体センサにおけるＣＯ２濃度の検出の信頼性が低下することを防止できる。従って、より正確にＣＯ２濃度を検出できる。また、半導体センサ自体に水蒸気が付着することも防止できる。
　ＣＯ２吸収装置は、換気制限可能な空間において用いられることが望ましい。換気制限可能な空間で換気を制限する場合には、人間の呼気等に含まれるＣＯ２により、空気中のＣＯ２濃度が増加するためである。従って、空気清浄器１００は、例えば車載用の空気清浄器として用いられてよい。
　「換気制限可能な空間」とは、密閉空間、換気の制限可能な屋内空間、室内空間、または車内空間を意味する。また、「換気制限可能な空間」とは、自発的に換気を行うこと（窓を開ける、換気扇を動作させる、換気を行う装置を動作させる、真空装置等の部屋を負圧にさせる装置を動作させる等）を制限または禁止できる空間、と言い換えてもよい。
　〔まとめ〕
　本開示の態様１に係る二酸化炭素吸収材（ＣＯ２吸収材１０）は、アルカリ金属を含む複合酸化物を主成分として含んでおり、炭酸ルビジウム（Ｒｂ２ＣＯ３）および炭酸セシウム（Ｃｓ２ＣＯ３）の少なくとも一方を、上記二酸化炭素吸収材に含まれる複数種の非主成分のうちの一種である第１非主成分としてさらに含んでいる。
　上記の構成によれば、従来よりも効率的にＣＯ２を吸収できる。より具体的には、低湿度（湿度２０％以上かつ４０％以下）の環境下において、効率的にＣＯ２を吸収できる。
　本開示の態様２に係る二酸化炭素吸収材では、上記態様１において、上記複合酸化物は、リチウムオルトシリケート（Ｌｉ４ＳｉＯ４）であってよい。
　上記の構成によれば、ＣＯ２吸収材の主成分としてリチウムオルトシリケートを用いることができる。
　本開示の態様３に係る二酸化炭素吸収材は、上記態様１または２において、炭酸セシウムのみを上記第１非主成分として含んでいてよい。
　上記の構成によれば、ＣＯ２吸収材のＣＯ２吸収性能を向上させることができる。
　本開示の態様４に係る二酸化炭素吸収材は、上記態様１から３のいずれか１つにおいて、炭酸カリウム（Ｋ２ＣＯ３）を、上記複数種の非主成分のうち上記第１非主成分とは異なる種類の第２非主成分としてさらに含んでいてよい。
　上記の構成によれば、ＣＯ２吸収材のＣＯ２吸収性能を向上させるとともに、当該ＣＯ２吸収材の製造コストを低減できる。
　本開示の態様５に係る二酸化炭素吸収材では、上記態様４において、上記第２非主成分に対する上記第１非主成分の重量の割合は、１／９９以上であってよい。
　上記の構成によれば、ＣＯ２吸収材の製造コストを低減させた場合にも、当該ＣＯ２吸収材のＣＯ２吸収性能をさらに向上させることができる。具体的には、非低湿度の環境下においても、ＣＯ２吸収材のＣＯ２吸収性能の低下を抑制できる。
　本開示の態様６に係るペレット（２０）は、上記態様１から５のいずれか１つに係る二酸化炭素吸収材を含んでいてよい。
　上記の構成によれば、ＣＯ２吸収材の汎用性を向上させることができる。
　本開示の態様７に係るフィルタ（３０）は、上記態様６に係るペレットを内蔵していてよい。
　上記の構成によれば、フィルタの内部における圧力損失を低減できる。その結果、気体中に含まれるＣＯ２をより効率的に吸収できる。
　本開示の態様８に係る二酸化炭素吸収装置（空気清浄器１００）は、上記態様１から５のいずれか１つに係る二酸化炭素吸収材と、二酸化炭素を含み、相対湿度が２０％以上かつ４０％以下である気体を、上記二酸化炭素吸収材に供給する供給部（例：ファン１０２）と、を備えていてよい。
　上記の構成によれば、低湿度の気体をＣＯ２吸収材に供給できる。それゆえ、ＣＯ２吸収材によるＣＯ２吸収を促進させることができる。
　本開示の態様９に係る二酸化炭素吸収方法は、上記態様１から５のいずれか１つに係る二酸化炭素吸収材を用いた二酸化炭素吸収方法であって、二酸化炭素を含み、相対湿度が２０％以上かつ４０％以下である気体を、上記二酸化炭素吸収材に供給する供給工程を含んでいてよい。
　〔付記事項〕
　本開示の一態様は、上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本開示の一態様の技術的範囲に含まれる。さらに、各実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を組み合わせることにより、新しい技術的特徴を形成できる。
　〔本開示の一態様の別の表現〕
　本開示の一態様は、以下のようにも表現できる。
　すなわち、本開示の一態様に係る二酸化炭素吸収材は、気体中に含まれる二酸化炭素を吸収する二酸化炭素吸収材であって、室温程度の温度にて、水の存在下で気体中に含まれる二酸化炭素を吸収する複合酸化物を主成分として含み、炭酸ルビジウムおよび／または炭酸セシウムをさらに含んでいる。
　また、本開示の一態様に係る二酸化炭素吸収材は、気体中に含まれる二酸化炭素を吸収する二酸化炭素吸収材であって、室温程度の温度にて、水の存在下で気体中に含まれる二酸化炭素を吸収するリチウムオルトシリケートを主成分として含み、炭酸ルビジウムおよび／または炭酸セシウムをさらに含んでいる。
　また、本開示の一態様に係る二酸化炭素吸収材は、炭酸ルビジウムおよび炭酸セシウムのうち、炭酸セシウムのみを含んでいる。
　また、本開示の一態様に係る二酸化炭素吸収材は、炭酸カリウムをさらに含んでいる。
　また、本開示の一態様に係る二酸化炭素吸収材において、炭酸カリウムの重量に対する炭酸ルビジウムおよび炭酸セシウムの重量は、１／９９以上である。
　また、本開示の一態様に係るペレットは、気体中に含まれる二酸化炭素を吸収するペレットであって、本開示の一態様に係る二酸化炭素吸収材を含んでいる。
　また、本開示の一態様に係るフィルタは、気体中に含まれる二酸化炭素を吸収するフィルタであって、本開示の一態様に係るペレットを内蔵している。
　また、本開示の一態様に係る二酸化炭素吸吸収方法は、本開示の一態様に係る二酸化炭素吸収材を用いた二酸化炭素吸吸収方法であって、上記気体の温度が室温程度であり、かつ、上記気体の湿度が２０～４０％ＲＨである気体を、上記二酸化炭素吸収材に供給する供給工程を含んでいる。
　（関連出願の相互参照）
　本出願は、2017年11月7日に出願された日本国特許出願：特願2017-214592に対して優先権の利益を主張するものであり、それを参照することにより、その内容の全てが本書に含まれる。
　４　ファン（供給部）
　１０　ＣＯ２吸収材（二酸化炭素吸収材）
　２０　ペレット
　３０　フィルタ
　３６　挿入管（供給部）
　１００　空気清浄器（二酸化炭素吸収装置）
　１０２　ファン（供給部）

Claims (9)

  1. 　二酸化炭素吸収材であって、
    　アルカリ金属を含む複合酸化物を主成分として含んでおり、
    　炭酸ルビジウムおよび炭酸セシウムの少なくとも一方を、上記二酸化炭素吸収材に含まれる複数種の非主成分のうちの一種である第１非主成分としてさらに含んでいることを特徴とする二酸化炭素吸収材。
  2. 　上記主成分は、リチウムオルトシリケートであることを特徴とする請求項１に記載の二酸化炭素吸収材。
  3. 　上記第１非主成分として炭酸セシウムのみを含んでいることを特徴とする請求項１または２に記載の二酸化炭素吸収材。
  4. 　炭酸カリウムを、上記複数種の非主成分のうち上記第１非主成分とは異なる種類の第２非主成分としてさらに含んでいることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の二酸化炭素吸収材。
  5. 　上記第２非主成分に対する上記第１非主成分の重量の割合は、１／９９以上であることを特徴とする請求項４に記載の二酸化炭素吸収材。
  6. 　請求項１から５のいずれか１項に記載の二酸化炭素吸収材を含んでいることを特徴とするペレット。
  7. 　請求項６に記載のペレットを内蔵していることを特徴とするフィルタ。
  8. 　請求項１から５のいずれか１項に記載の二酸化炭素吸収材と、
    　二酸化炭素を含み、相対湿度が２０％以上かつ４０％以下である気体を、上記二酸化炭素吸収材に供給する供給部と、を備えていることを特徴とする二酸化炭素吸収装置。
  9. 　請求項１から５のいずれか１項に記載の二酸化炭素吸収材を用いた二酸化炭素吸収方法であって、
    　二酸化炭素を含み、相対湿度が２０％以上かつ４０％以下である気体を、上記二酸化炭素吸収材に供給する供給工程を含んでいることを特徴とする二酸化炭素吸収方法。
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