WO2022019065A1

WO2022019065A1 - 酸性ガス分離デバイス、空気清浄機、エアーコンディショナ、及び酸性ガス濃縮装置

Info

Publication number: WO2022019065A1
Application number: PCT/JP2021/024658
Authority: WO
Inventors: 桃太郎菅野; 能久乾; 秀治岩崎
Original assignee: 株式会社クラレ
Priority date: 2020-07-20
Filing date: 2021-06-30
Publication date: 2022-01-27
Also published as: TW202218736A; JPWO2022019065A1; CN115803101A; EP4173700A4; KR20230042050A; EP4173700A1; US20230271132A1

Abstract

本発明の一局面は、電解質層と、前記電解質層を挟んで設けられた一対の電極と、前記一対の電極間に電圧を印加する電圧印加部とを備え、前記一対の電極がそれぞれ気体を透過可能な電極であり、前記電解質層は、ラジカル化率が９０％以上の高分子量レドックス化合物、キノン基を分子内に有する高分子量レドックス化合物、及びイミノ基を分子内に有する高分子量レドックス化合物からなる群から選ばれる少なくとも１種と、不揮発性の電解液とを含む酸性ガス分離デバイスである。

Description

酸性ガス分離デバイス、空気清浄機、エアーコンディショナ、及び酸性ガス濃縮装置

　本発明は、酸性ガス分離デバイス、空気清浄機、エアーコンディショナ、及び酸性ガス濃縮装置に関する。

　二酸化炭素は、酸性ガスとして知られ、大気中の約０．０４％を占める、地球上に広く存在する物質であるだけではなく、産業上広く用いられている。二酸化炭素の利用方法としては、例えば、炭酸飲料、入浴剤、及び消火剤等の発泡用ガス、冷却等に用いられるドライアイス、及び自転車タイヤへの緊急補充用エアー等が挙げられる。また、二酸化炭素は、超臨界状態にすることで、カフェイン等を抽出するための抽出溶媒としても用いることができる。また、工業分野における加工に使用されるレーザや医療用レーザメス等に用いられる炭酸ガスレーザにも、二酸化炭素が用いられている。さらに、コンプレッサの冷媒として、フロン系冷媒の代わりに、二酸化炭素が用いられることもある。また、二酸化炭素は、農業分野においても、例えば、イチゴの促成栽培及び観賞用水槽の水草等の植物の成長を加速させるための二酸化炭素施肥等に用いられる。また、生鮮農産物のＣＡ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ　Ａｔｍｏｓｐｈｅｒｅ）貯蔵にも、二酸化炭素が用いられている。

　二酸化炭素は、上述したように、様々な分野で用いられていることから、空気等の二酸化炭素を含む気体から二酸化炭素を分離すること等によって、二酸化炭素を得る方法が求められている。また、二酸化炭素は、地球温暖化の原因物質とも言われている。このことからも、二酸化炭素を含む気体から二酸化炭素を分離して、二酸化炭素を利用することが求められている。

　さらに、人間の活動状態は、室内における二酸化炭素濃度によって、大きく異なり、一般的に、二酸化炭素濃度が１０００ｐｐｍを超えると、注意力が低下すると言われている。このことから、自動車等の閉鎖空間、及び居室等でも、二酸化炭素濃度を低減させることが求められるが、室内温度の変化や臭気を避けるため等の理由から、換気を定期的に行うことで二酸化炭素濃度を低減させることは実生活上困難である場合も多い。このような観点からも、二酸化炭素を含む気体から二酸化炭素を分離して、分離された二酸化炭素を優先的に排気することで、室内の二酸化炭素濃度を低減させる技術が求められている。

　空気等の、酸素と二酸化炭素とを含む混合ガスから、二酸化炭素を分離する方法としては、様々な方法が提案されている。この分離方法としては、例えば、二酸化炭素の吸着剤を用いて、空気中の二酸化炭素を吸着させ、その後、吸収剤に吸着された二酸化炭素を脱離することによって、空気中から二酸化炭素を分離する方法等が挙げられる。二酸化炭素を吸着する吸着剤としては、例えば、活性炭、アミン系溶媒、及び炭酸カリウム水溶液等が挙げられる。また、吸着剤を用いた、二酸化炭素の分離方法としては、より具体的には、高圧下で二酸化炭素を吸着剤に吸着させ、その後、減圧させて、吸着剤から二酸化炭素を脱離させる圧力変動吸着（ＰＳＡ：Ｐｒｅｓｓｕｒｅ　Ｓｗｉｎｇ　Ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ）法等が挙げられる。このＰＳＡ法により二酸化炭素を分離する際に用いられる吸着剤としては、特許文献１に記載の吸着剤等が挙げられる。

　特許文献１には、ナトリウム含有アルミノケイ酸塩のナトリウムイオンの２～８０当量％がバリウムイオンでイオン交換された組成物からなる二酸化炭素の吸着剤が記載されている。

　また、酸性ガスを含む気体から、二酸化炭素だけではなく、ＮＯｘ、ＳＯｘ、及び硫化水素等の他の酸性ガスも分離することも求められている。二酸化炭素等の酸性ガスを吸着及び分離する装置としては、例えば、特許文献２及び特許文献３に記載の装置等が挙げられる。

　特許文献２には、酸化及び還元を行うことで、酸性ガスの吸着及び脱離を行うことができる化合物並びに基材を含む酸性ガス吸着脱離層と、前記酸性ガス吸着脱離層を挟持する一対の電極とを有する酸性ガス吸着脱離デバイスが記載されている。

　特許文献３には、電解質層と、前記電解質層を挟んで前記電解質層上に設けられた一対の電極と、前記一対の電極間に電圧を印加する電圧印加部とを備え、前記一対の電極がそれぞれ気体を透過可能な電極であり、前記電解質層が二酸化炭素を溶解可能な電解液とＮ－オキシラジカル基を分子内に有するレドックス化合物とを含む二酸化炭素分離装置が記載されている。

　特許文献１によれば、二酸化炭素の選択比率が高く、かつ、水分の多い条件でも吸収容量が大きい吸着剤を提供することができる旨が開示されている。また、この吸着剤が、ＰＳＡ法により二酸化炭素を分離濃縮するために好適に使用できる旨が開示されている。

　このようなＰＳＡ法により二酸化炭素を分離する方法、例えば、特許文献１に記載の吸着剤等を用いた方法では、上述したように、加圧及び減圧が必要である。また、吸着剤を用いた二酸化炭素の分離方法であれば、ＰＳＡ法以外の方法であっても、吸着剤に二酸化炭素を吸着させる操作だけではなく、吸着剤に吸着された二酸化炭素を脱離する操作、例えば、加熱処理等が必要である。このことから、吸着剤を用いた二酸化炭素の分離方法は、比較的多くのエネルギーを必要としたり、比較的大型の装置を必要とすることがあった。

　特許文献２によれば、固体状態で酸性ガスの分離脱離を行うことができる旨が開示されている。具体的には、特許文献２に記載の装置では、まず、電極間に電圧を印加させて、酸性ガス吸着脱離層に、酸性ガスを吸着させる。その後、電極間に印加する電圧を、電極間に配置された酸性ガス吸着脱離層に流れる電流が吸着時とは反対方向になるように反転させて、前記酸性ガス吸着脱離層から酸性ガスを脱離させる。このように、特許文献２に記載の装置では、酸性ガス吸着脱離層に酸性ガスを吸着させる際と、吸着された酸性ガスを酸性ガス吸着脱離層から脱離させる際とでは、電極間に印加する電圧を反転させる必要がある。この特許文献２に記載の装置で、酸性ガスを分離させようとしても、上述したように、電極間に印加する電圧を反転させる必要があった。このことから、特許文献２に記載の装置では、酸性ガスを含む気体から酸性ガスを連続して分離させることができなかった。よって、特許文献２に記載の装置では、前記特許文献１に記載の吸着剤を用いた場合と同様、比較的多くのエネルギーを必要としたり、比較的大型の装置を必要とする場合があった。

　一方で、特許文献３によれば、一対の電極間に電圧を印加するだけで、電極間に印加する電圧を反転させることなく、二酸化炭素を分離することができることから、二酸化炭素を含む気体から二酸化炭素を簡易に分離することができる旨が開示されている。このことから、特許文献３に記載の装置を用いれば、電極間に印加する電圧を反転させる必要がないことから、二酸化炭素を含む気体から二酸化炭素を連続して分離させることができる。また、小型の装置で、二酸化炭素を含む気体から二酸化炭素を容易に分離することができる。

　このような二酸化炭素等の酸性ガスを分離することができる装置としては、酸性ガスを含む気体からの酸性ガスの分離をより効率的に行うことと同時に、長期間にわたって、二酸化炭素等の酸性ガスを含む気体から酸性ガスを繰り返し分離できること等が求められている。

特開平７－３９７５２号公報特開２０１５－３６１２８号公報特開２０１８－１１３１号公報

　本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであって、酸性ガスを含む気体から酸性ガスを簡易に分離することができ、この分離を長期間にわたって繰り返しできる酸性ガス分離デバイスを提供することを目的とする。また、本発明は、前記酸性ガス分離デバイスを備えた、空気清浄機、エアーコンディショナ、及び酸性ガス濃縮装置を提供することを目的とする。

　本発明の一局面は、電解質層と、前記電解質層を挟んで設けられた一対の電極と、前記一対の電極間に電圧を印加する電圧印加部とを備え、前記一対の電極がそれぞれ気体を透過可能な電極であり、前記電解質層は、ラジカル化率が９０％以上の高分子量レドックス化合物、キノン基を分子内に有する高分子量レドックス化合物、及びイミノ基を分子内に有する高分子量レドックス化合物からなる群から選ばれる少なくとも１種と、不揮発性の電解液とを含むことを特徴とする酸性ガス分離デバイスである。

　上記並びにその他の本発明の目的、特徴及び利点は、以下の詳細な記載と添付図面から明らかになるであろう。

図１は、本発明の実施形態に係る酸性ガス分離デバイスの構成を示す概略断面図である。図２は、本発明の実施形態に係る酸性ガス分離デバイスを備えた空気清浄機の構成を示す概略図である。図３は、本発明の実施形態に係る酸性ガス分離デバイスを備えたエアーコンディショナの構成を示す概略図である。

　以下、本発明に係る実施形態について説明するが、本発明は、これらに限定されるものではない。

　本発明の実施形態に係る酸性ガス分離デバイス１０は、図１に示すように、電解質層１３と、前記電解質層１３を挟んで設けられた一対の電極１１，１２と、一対の電極１１，１２間に電圧を印加する電圧印加部１４とを備える。一対の電極１１，１２は、それぞれ気体を透過可能な電極である。また、電解質層１３は、ラジカル化率が９０％以上の高分子量レドックス化合物、キノン基を分子内に有する高分子量レドックス化合物、及びイミノ基を分子内に有する高分子量レドックス化合物からなる群から選ばれる少なくとも１種と、不揮発性の電解液とを含む。また、電解質層１３は、長期繰り返し耐久性の点から、前記高分子量レドックス化合物のいずれかを含むことが重要である。前記高分子量レドックス化合物は、それぞれ、電解還元されることにより酸性ガスが吸着され、電解酸化されることにより吸着された酸性ガスが脱離される化合物である。なお、図１は、本発明の実施形態に係る酸性ガス分離デバイス１０の構成を示す概略断面図である。

　なお、不揮発性とは、常温常圧下で、その物質が蒸発しない、又は、すぐに蒸発しないことを意味し、具体的には、常温常圧下で２４時間放置しても、その物質の質量を９９質量％以上保持すること等を意味する。すなわち、不揮発性の電解液とは、常温常圧下で、蒸発しない、又は、すぐに蒸発しない電解液を意味し、具体的には、常温常圧下で２４時間放置しても、その物質の質量を９９質量％以上保持する電解液等を意味する。

　本実施形態に係る酸性ガス分離デバイス１０は、電圧印加部１４によって、一対の電極１１，１２間のどちらの電極の電位を高くするように印加してもよく、どちらの場合であっても、酸性ガスを分離することができる。ここでは、電圧印加部１４によって、一方の電極１１の電位が、他方の電極１２の電位より低くなるように、電極１１，１２間に印加する場合について説明する。この場合、一方の電極１１は、酸性ガスを含む気体から酸性ガスを取り込む側の電極（第１電極：カソード電極）１１となり、他方の電極１２は、電解質層１３から酸性ガスを放出する側の電極（第２電極：アノード電極）１２となる。

　酸性ガス分離デバイス１０には、気体が第１電極１１に接触しながら流通する第１流路１５と、気体が前記第２電極１２に接触しながら流通する第２流路１６とを備えていてもよい。

　本実施形態に係る酸性ガス分離デバイス１０は、酸性ガスを含む気体から酸性ガスを簡易に分離することができる。具体的には、酸性ガス分離デバイス１０は、電圧印加部１４によって、第１電極１１の電位が、第２電極１２の電位より低くなるように、これらの電極１１，１２間に印加すると、以下のように、酸性ガスを含む気体から酸性ガスが分離される。酸性ガス分離デバイス１０は、第１流路１５に、酸性ガスを含む気体、例えば、空気等を流通させて、酸性ガスを第１電極１１に接触させると、酸性ガスが電解質層１３を優先的に透過され、第２電極１２側から放出される。このように酸性ガスが電解質層１３を優先的に透過されるので、第２流路１６では、酸性ガス濃度が高い気体が流通される。このように、酸性ガス分離デバイス１０は、第１電極１１と第２電極１２との間に電圧を印加するだけで、酸性ガスを優先的に透過させることができる。よって、酸性ガス分離デバイス１０を用いると、酸性ガスを含む気体から酸性ガスが分離される。なお、酸性ガス分離デバイス１０において、第１流路１５の供給口１５ａから、酸性ガス、窒素、及び酸素を含む気体、例えば、空気を供給すると、第２流路１６から酸性ガス（空気の場合、主に二酸化炭素）が排出されるとともに、前記第１流路１５の排出口１５ｂからは、供給された気体より酸性ガス濃度（例えば、二酸化炭素濃度）が低下した気体が排出される。また、それに伴って、第１流路１５の排出口１５ｂからは、酸性ガス濃度（例えば、二酸化炭素濃度）が低下したため、窒素及び酸素のそれぞれの濃度が相対的に高まった気体が排出される。

　上記のことは、以下のことによると考えられる。

　第１電極１１に接触し、第１電極１１を透過した酸性ガスは、電解質層１３にも接触する。具体的には、第１電極１１周辺に存在する気体に含まれる酸性ガスが、第１電極１１を透過して、電解質層１３の表面（前記第１電極１１側の表面）に接触する。このとき、電圧印加部１４で印加された電圧によって、第１電極１１に近い側では、電解質層１３に含まれるレドックス化合物（高分子量レドックス化合物）は、電解還元され、還元体になっている。電解質層１３の表面（第１電極１１側の表面）に接触した酸性ガスが、この還元体と結合されて、電解質層１３に取り込まれる。よって、第１電極１１側への酸性ガスの取り込みが促進される。一方、電圧印加部１４で印加された電圧によって、第２電極１２に近い側では、電解質層１３に含まれる高分子量レドックス化合物及び高分子量レドックス化合物の還元体は、電解酸化され、ラジカル体又は酸化体になる。このため、酸性ガスが結合された高分子量レドックス化合物が、電解質層１３において、第１電極１１に近い側から第２電極１２に近い側に流動されると、高分子量レドックス化合物に結合されていた酸性ガスは、高分子量レドックス化合物から脱離される。すなわち、高分子量レドックス化合物の還元体に酸性ガスが結合されていても、第２電極１２に近い側で、酸性ガスが結合されている高分子量レドックス化合物が電解酸化される際に、高分子量レドックス化合物から酸性ガスが脱離される。よって、第１電極１１に近い側で、高分子量レドックス化合物に酸性ガスが結合され、その後、第２電極１２に近い側まで、酸性ガスが結合された高分子量レドックス化合物が前記電解質層１３内を流動されると、第２電極１２に近い側で、高分子量レドックス化合物から酸性ガスが脱離される。そして、高分子量レドックス化合物から脱離された酸性ガスは、電解質層１３の表面（前記第２電極１２側の表面）から放出され、第２電極１２を透過する。上記のような、高分子量レドックス化合物への酸性ガスの結合及び脱離によって、酸性ガス分離デバイス１０は、第１電極１１側で、酸性ガスを取り込み、前記第２電極側で、酸性ガスを放出することができると考えられる。

　なお、一方の電極１１の電位が、他方の電極１２の電位より高くなるように、電圧を印加すると、一方の電極１１が、電解質層１３から酸性ガスを放出する側の電極（第２電極）となり、他方の電極１２は、酸性ガスを含む気体から酸性ガスを取り込む側の電極（第１電極）１１となる。よって、他方の電極１２側で、酸性ガスを取り込み、一方の電極１１側で、酸性ガスを放出することができる。

　以上のことから、酸性ガス分離デバイス１０は、一対の前記電極１１，１２間に電圧を印加するだけで、電極間に印加する電圧を反転させることなく（各電極の電位の高低を切り替えることなく）、酸性ガスを連続して分離することができる。すなわち、前記酸性ガス分離デバイス１０において、電圧印加部１４で一対の電極１１，１２間に電圧を印加し続けると、第１電極１１側に連続して供給された酸性ガスを含む気体から酸性ガスを連続して分離することができる。よって、酸性ガス分離デバイス１０は、酸性ガスを含む気体から酸性ガスを簡易に分離することができる。

　一方、この酸性ガスを含む気体からの酸性ガスの分離を連続して行う（連続運転）と、電解質層を構成するレドックス化合物の拡散、又は泳動を経て起こる、表面又は内部でのレドックス化合物の自己凝集による偏析が酸性ガスの分離を阻害するおそれがある。これに対して、前記酸性ガス分離デバイス１０の場合、電解質層１３に含まれるレドックス化合物を高分子量レドックス化合物とすることにより、分子鎖の絡み合いが促進することでレドックス化合物の分子運動性が抑えられるため、凝集構造をとりづらくなり、その結果、電解質層の中でのレドックス化合物の偏析を抑制することができる。このため、前記酸性ガス分離デバイス１０は、酸性ガス分離を、より長期間にわたって繰り返し実施することができる。

　電解質層１３は、ラジカル化率が９０％以上の高分子量レドックス化合物、キノン基を分子内に有する高分子量レドックス化合物、及びイミノ基を分子内に有する高分子量レドックス化合物からなる群から選ばれる少なくとも１種と、不揮発性の電解液とを含んでいれば、特に限定されない。また、電解質層１３は、酸性ガスの分離に寄与する酸性ガス分離体である。

　ここで、高分子量レドックス化合物とは、実質的又は概念的に繰り返し単位を持つレドックス化合物を意味する。高分子量レドックス化合物は、具体的には、単量体を主成分として製造される重合体又はその架橋物等であるレドックス化合物が挙げられる。ラジカル化率が９０％以上の高分子量レドックス化合物としては、このような高分子量レドックス化合物のうち、ラジカル化率が９０％以上のものである。また、キノン基を分子内に有する高分子量レドックス化合物としては、上記のような高分子量レドックス化合物のうち、キノン基を分子内に有するものであり、例えば、キノン基を含む単量体を重合して得られた高分子量レドックス化合物（ポリキノン等）等が挙げられる。また、イミノ基を分子内に有する高分子量レドックス化合物としては、上記のような高分子量レドックス化合物のうち、イミノ基を分子内に有するものであり、例えば、アニリン基を含む単量体を重合して得られた高分子量レドックス化合物（ポリアニリン等）等が挙げられる。

　前記高分子量レドックス化合物は、電解還元及び電解酸化により、酸性ガスを吸着及び脱着する。すなわち、高分子量レドックス化合物は、電解還元されることにより酸性ガスが高分子量レドックス化合物に吸着され、電解酸化されることにより高分子量レドックス化合物に吸着された酸性ガスが高分子量レドックス化合物から脱離される。

　高分子量レドックス化合物の重量平均分子量は、特に限定されないが、高分子量レドックス化合物の重量平均分子量が大きいほど、前記電解質膜中で高分子量レドックス化合物が膜の内部又は表面でのレドックス化合物の偏析を抑制できる傾向にある。このため、前記高分子量レドックス化合物の重量平均分子量の下限は、１，０００以上であることが好ましく、２，０００以上であることがより好ましく、１０，０００以上であることがさらに好ましく、２０，０００以上であることが特に好ましい。一方、高分子量レドックス化合物の重量平均分子量を小さくすることで、高分子量レドックス化合物の溶解性が上がり、電解質膜中に充分な量の高分子量レドックス化合物を含むことができるようになり、その結果、酸性ガスの分離性能を上げることができる。このため、前記高分子量レドックス化合物の重量平均分子量の上限は、５，０００，０００以下であることが好ましく、３，０００，０００以下であることがより好ましく、１，０００，０００以下であることがさらに好ましく、５００，０００以下であることが特に好ましい。また、前記高分子量レドックス化合物の重量平均分子量の上限は、４００，０００以下であってもよく、３００，０００以下であってもよく、２００，０００以下であってもよく、１５０，０００以下であってもよく、１００，０００以下であってもよい。

　なお、ここでの高分子量レドックス化合物の重量平均分子量の測定としては、ゲル浸透クロマトグラフィー（ＧＰＣ）を用い、標準ポリメチルメタクリラートによって換算する方法等が挙げられる。

　ラジカル化率が９０％以上の高分子量レドックス化合物としては、不対電子を有する化合物、若しくは、酸化又は還元することで不対電子を有する化合物を単量体の主成分としている重合体であることが好ましい。主成分とは、単量体に占める割合が高いことをいい、例えば、単量体全量に対して、８０質量％以上であることが好ましい。

　ラジカル化率が９０％以上の高分子量レドックス化合物としては、ラジカル化率が９０％以上の高分子量レドックス化合物であれば、特に限定されず、例えば、ラジカル化率が９０％以上のポリ（Ｎ－オキシラジカル）及びこの誘導体等が挙げられる。ポリ（Ｎ－オキシラジカル）とは、Ｎ－オキシラジカル基を分子内に有する高分子量レドックス化合物である。この高分子量レドックス化合物は、電圧印加部１４によって、電極１１，１２間に電圧を印加すること等によって、Ｎ－オキシラジカル基が還元される状態にすると、Ｎ－オキシラジカル基は、Ｎ－オキシアニオン基になる。また、電極１１，１２間に電圧を印加すること等によって、Ｎ－オキシアニオン基が酸化される状況にすると、Ｎ－オキシアニオン基は、Ｎ－オキシラジカルに戻る。

　キノン基を分子内に有する高分子量レドックス化合物としては、キノン基を分子内に有する高分子レドックス化合物であれば、特に限定されず、例えば、ポリキノン、及びこの誘導体等が挙げられる。この高分子量レドックス化合物は、電圧印加部１４によって、電極１１，１２間に電圧を印加すること等によって、キノン基が還元される状態にすると、ジオキシアニオン基になる。また、電極１１，１２間に電圧を印加すること等によって、ジオキシアニオン基が酸化される状況にすると、ジオキシアニオン基は、キノン基に戻る。

　イミノ基を分子内に有する高分子量レドックス化合物とは、イミノ基を分子内に有する高分子量レドックス化合物であれば、特に限定されず、例えば、ポリアニリン、及びこの誘導体等が挙げられる。なお、ポリアニリンは、アニリンがパラ位で結合した直鎖状の高分子レドックス化合物である。この高分子量レドックス化合物は、電圧印加部１４によって、電極１１，１２間に電圧を印加すること等によって、イミノ基が還元される状態にすると、アミノアニオン基になる。また、電極１１，１２間に電圧を印加すること等によって、アミノアニオン基が酸化される状況にすると、アミノアニオン基は、イミノ基に戻る。

　高分子量レドックス化合物は、このように、酸化還元によって、イミノ基、キノン基、及びＮ－オキシラジカル基等の官能基が電気化学的に変化する化合物である。具体的には、ラジカル化率が９０％以上の高分子量レドックス化合物は、酸化還元反応によりラジカル基とアニオン基又はカチオン基とに相互変換可能な官能基を有する化合物であり、好適にはその官能基部分が酸化還元反応によりラジカル基とアニオン基又はカチオン基とに相互変換可能な官能基を有する単量体単位をその構成単位として含む重合体である。前記重合体は、前記酸化還元反応によりラジカル基とアニオン基又はカチオン基とに相互変換可能な官能基を有する単量体を重合して得られたものであってもよいし、重合体の単量体単位の一部又は全部に後変性にて前記酸化還元反応によりラジカル基とアニオン基又はカチオン基とに相互変換可能な官能基を導入したものであってもよい。また、高分子量レドックス化合物は、架橋されていてもよい。

　酸化還元反応によりラジカル基とアニオン基又はカチオン基と相互変換可能な官能基を有する単量体単位の量は、重合体（酸化還元反応によりラジカル基とアニオン基又はカチオン基とに相互変換可能な官能基を有する単量体単位をその構成単位として含む重合体）を構成する全単量体単位に対して、８０モル％以上が好ましく、９０モル％以上であることがより好ましく、９５モル％以上であることがさらに好ましい。前記範囲内であると、酸性物質の保持、及び移送効率の点で好適である。

　ラジカル化率が９０％以上の高分子量レドックス化合物を構成する単量体単位としては、例えば、４－アクリロイルオキシ－２，２，６，６－テトラメチルピペリジニルオキシラジカル、４－メタクリロイルオキシ－２，２，６，６－テトラメチルピペリジニルオキシラジカル、３－アクリロイルオキシ－２，２，６，６－テトラメチルピロリジニルオキシラジカル、３－メタクリロイルオキシ－２，２，６，６－テトラメチルピロリジニルオキシラジカル、４－ビニロイルオキシ－２，２，６，６－テトラメチルピペリジルニルオキシラジカル、及び４－ビニロイルオキシ－２，２，５，５－テトラメチルピロリジニルオキシラジカル等から選ばれる少なくとも１種を単量体として重合した場合の単量体単位が挙げられる。すなわち、ラジカル化率が９０％以上の高分子量レドックス化合物は、これらの化合物を単量体として重合して得られた重合体等が挙げられる。

　キノン基を分子内に有する高分子量レドックス化合物を構成する単量体単位としては、例えば、２－ビニル－１，４－ベンゾキノン、２―ビニル－１，４－ナフトキノン、２，５－ジアクリロイルオキシメチル－１，４－ベンゾキノン、２，６－ジアクリロイルオキシメチル－１，４－ナフトキノン、１，４－ジアクリロイルオキシメチルアントラキノン、１，４－ジアクリロイルオキシエチルナフトキノン、１，４－ジクロロアントラキノン、１，４－ジブロモアントラキノン、１，４－ジクロロナフトキノン、１，４－ジブロモナフトキノン、２，５－ジクロロベンゾキノン、及び２，５－ジブロモベンゾキノン等から選ばれる少なくとも１種を単量体として重合した場合の単量体単位が挙げられる。すなわち、キノン基を分子内に有する高分子量レドックス化合物は、これらの化合物を単量体として重合して得られた重合体等が挙げられる。

　イミノ基を分子内に有する高分子量レドックス化合物を構成する単量体単位としては、例えば、アニリン、１，４－ジアミノナフタレン、２－メチルーアニリン、２，３－ジメチルアニリン、１，４－ジアミノナフタレン、及び９，１０－ジアミノアントラセン等から選ばれる少なくとも１種を単量体として重合した場合の単量体単位が挙げられる。すなわち、イミノ基を分子内に有する高分子量レドックス化合物は、これらの化合物を単量体として重合して得られた重合体等が挙げられる。

　前記高分子化合物としては、前記単量体単位を１種のみ含むものでも、２種以上含むものであってもよい。すなわち、前記高分子化合物としては、単量体を単独で重合して得られた重合体であってもよいし、２種以上の単量体を組み合わせて重合して得られた重合体であってもよい。また、高分子量レドックス化合物としては、上述した単量体のみを重合させて得られる化合物であってもよいし、上述した単量体と、エチレン、プロピレン、ブタジエン、イソプレン、スチレン、及び酢酸ビニル等の共重合モノマーとを共重合させた共重合体であってもよい。また、この共重合体モノマーも、単独で用いてもよいし、２種以上を組み合わせて用いてもよい。

　前記高分子量レドックス化合物は、上記例示の化合物の中でも、電気化学的安定性の観点から、ラジカル化率が９０％以上の高分子量レドックス化合物であること好ましく、下記式（１）で表される繰り返し単位を含む化合物であることがより好ましい。下記式（１）で表される繰り返し単位を含む化合物は、単一の繰り返し単位を含んでもよいし、２種以上を組み合わせて用いてもよい。

　式（１）中、Ｒ^１は、水素原子又はメチル基を示す。

　また、前記式（１）で表される繰り返し単位を含む化合物は、所定の合成方法で合成して得られた化合物であってもよいし、市販品であってもよい。合成方法としては、前記式（１）で表される繰り返し単位を含む化合物が得られる合成方法であれば、特に限定されないが、例えば、二置換アミン化合物のアミノ基を酸化させるニトロキシド化させる方法等が挙げられる。

　ラジカル化率が９０％以上の高分子量レドックス化合物のラジカル化率は、９０％以上であれば特に限定されず、例えば、９０～９９質量％であることが好ましく、９５～９９質量％であることがより好ましく、９７～９９質量％であることがさらに好ましい。ラジカル化率が低すぎると、二酸化炭素等の酸性ガスとの反応性が低くなり、輸送効率が低くなる傾向がある。ラジカル化率とは、酸化還元反応によりラジカル基とアニオン基又はカチオン基とに相互変換可能な官能基を有する単量体単位をその構成単位として含む重合体である場合において、全単量体単位（酸化還元反応によりラジカル基とアニオン基又はカチオン基とに相互変換可能な官能基を有する全単量体単位）に対する、ラジカル基となっている単量体単位の割合である。また、前記式（１）で表される繰り返し単位を含む化合物の場合、ラジカル化率とは、全単量体単位に対する前記式（１）で表される繰り返し単位の含有率である。

　なお、ここでのラジカル化率（前記式（１）で表される繰り返し単位の含有率）の測定方法としては、例えば、酸化還元反応に基づく化学滴定法（酸化還元滴定法）等を用いて、ニトロキシド遊離基を定量する方法、及び電子スピン共鳴（ＥＳＲ法）を用いて反応生成物中のスピン濃度を定量する方法等により算出する方法等が挙げられる。

　電解質層１３には不揮発性の電解液を含む。前記電解液は、電気化学的に安定な、電位窓の広い化合物であることが好ましい。また、電解液は、不揮発性であって、電解液として用いることができるものであれば、特に限定されない。前記電解液としては、イオン液体（イオン性液体）が好ましく用いられる。電解液として、イオン液体を用いると、電解質と溶媒とを含ませなくても、イオン液体が、この両者の機能を併せ持ちうる。また、電解液としては、上述したように、不揮発性であって、電解液として用いることができるものであればよく、イオン液体に電解質を含む液体であってもよいし、イオン液体に溶媒を含む液体であってもよいし、イオン液体に電解質及び溶媒を含む液体であってもよいし、イオン液体からなるものであってもよい。電解液としては、この中でも、イオン液体からなるもの、すなわち、電解液がイオン液体であることが好ましい。また、電解液として、イオン液体を用いることは、イオン液体が揮発しにくく、難燃性が高い点から好ましい。また、イオン液体は、イオン電導性が比較的高い。これらのことから、電解液として、イオン液体を用いると、酸性ガス分離デバイスによって、酸性ガスを含む気体からの酸性ガスの分離を、より安全に、かつ、より長時間にわたって連続して実施することができる。

　前記イオン液体としては、公知のイオン液体であれば特に限定されないが、例えば、イミダゾリウム系イオン液体、ピリジン系イオン液体、脂環式アミン系イオン液体、及びアゾニウムアミン系イオン液体等が挙げられる。

　前記イオン液体としては、例えば、１－エチル－３－メチルイミダゾリウムビス（フルオロスルホニル）イミド、１－メチル－３－オクチルイミダゾリウムテトラフルオロボレート、１－エチル－３－メチルイミダゾリウムテトラフルオロボレート、１－ブチル－３－メチルイミダゾリウムクロライド、１－ブチル－３－メチルイミダゾリウムテトラフルオロボレート、１－ブチル－３－メチルイミダゾリウムビス（トリフロロメチルスルホニルイミド）、１－デシル－３－メチルイミダゾリウムテトラフルオロボレート、１、３－ジメトキシイミダゾリウムテトラフルオロボレート、１、３－ジエトキシイミダゾリウムテトラフルオロボレート、１－メチル－３－オクチルイミダゾリウムヘキサフルオロホスフェート、１－エチル－３－メチルイミダゾリウムヘキサフルオロホスフェート、１－ブチル－３－メチルイミダゾリウムヘキサフルオロホスフェート、１－デシル－３－メチルイミダゾリウムヘキサフルオロホスフェート、１、３－ジメトキシイミダゾリウムヘキサフルオロホスフェート、及び１、３－ジエトキシイミダゾリウムヘキサフルオロホスフェート等が挙げられる。また、イオン液体としては、前記例示のイオン液体の中でも、１－エチル－３－メチルイミダゾリウムビス（フルオロスルホニル）イミド、１－メチル－３－オクチルイミダゾリウムテトラフルオロボレート、１－エチル－３－メチルイミダゾリウムテトラフルオロボレート、１－ブチル－３－メチルイミダゾリウムテトラフルオロボレート、１－ブチル－３－メチルイミダゾリウムビス（トリフロロメチルスルホニルイミド）、１－ブチル－３－メチルイミダゾリウムクロライド、１、３－ジメトキシイミダゾリウムテトラフルオロボレート、１－メチル－３－オクチルイミダゾリウムヘキサフルオロホスフェート、及び１－エチル－３－メチルイミダゾリウムヘキサフルオロホスフェートが好ましい。また、イオン液体としては、１－エチル－３－メチルイミダゾリウムビス（フルオロスルホニル）イミド、１－メチル－３－オクチルイミダゾリウムテトラフルオロボレート、１、３－ジメトキシイミダゾリウムテトラフルオロボレート、１－ブチル－３－メチルイミダゾリウムビス（トリフロロメチルスルホニルイミド）、１－ブチル－３－メチルイミダゾリウムクロライド、及び１－メチル－３－オクチルイミダゾリウムヘキサフルオロホスフェートがより好ましく、１－エチル－３－メチルイミダゾリウムビス（フルオロスルホニル）イミド、１－ブチル－３－メチルイミダゾリウムビス（トリフロロメチルスルホニルイミド）、１－ブチル－３－メチルイミダゾリウムクロライド、及び１－メチル－３－オクチルイミダゾリウムテトラフルオロボレートがさらに好ましい。

　電解液は、上述したように、不揮発性であって、電解液として用いることができるものであれば、特に限定されず、例えば、イオン液体以外であっても、電解質及び溶媒を含む電解液等が挙げられる。

　溶媒は、不揮発性であって、電解液の溶媒として用いることができるものであれば、特に限定されない。溶媒は、不揮発性であることが求められ、例えば、沸点が２００℃以上であることが好ましい。溶媒としては、例えば、ポリエーテル等が挙げられる。ポリエーテルとしては、例えば、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、及びポリテトラメチレンエーテルグリコール等が挙げられる。ポリエーテルとしては、これらの単独重合体であってもよいし、これらの共重合体であってもよい。ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレンエーテルグリコール、及びこれらの共重合体としては、例えば、エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、及びテトラヒドロフラン等のモノマーを、単独又は２種以上組み合わせて用いて、開環重合させることによって得られたもの等が挙げられる。ポリエーテルは、流動性の観点から、低分子量であることが好ましく、具体的には、重量平均分子量で２００～５００程度であることが好ましい。溶媒は、単独で用いてもよいし、２種以上を組み合わせて用いてもよい。

　電解質としては、特に限定されず、例えば、四級アンモニウム塩、無機塩、及び水酸化物等が挙げられる。四級アンモニウム塩としては、例えば、テトラメチルアンモニウムテトラフルオロボレート、テトラ－ｎ－エチルアンモニウムテトラフルオロボレート、テトラ－ｎ－プロピルアンモニウムテトラフルオロボレート、テトラ－ｎ－ブチルアンモニウムテトラフルオロボレート、ｎ－ヘキサデシルトリメチルアンモニウムテトラフルオロボレート、テトラ－ｎ－ヘキサデシルアンモニウムテトラフルオロボレート、テトラ－ｎ－オクチルアンモニウムテトラフルオロボレート、テトラ－ｎ－エチルアンモニウムパークロレート、テトラ－ｎ－ブチルアンモニウムパークロレート、及びテトラオクタデシルアンモニウムパークロレート等が挙げられる。無機塩としては、リチウムパークロレート、ナトリウムパークロレート、カリウムパークロレート、酢酸ナトリウム、酢酸カリウム、硝酸ナトリウム、及び硝酸カリウム等が挙げられる。水酸化物としては、例えば、水酸化ナトリウム、及び水酸化カリウム等が挙げられる。電解質としては、上記例示した電解質の中でも、テトラメチルアンモニウムテトラフルオロボレート、テラ－ｎ－エチルアンモニウムテトラフルオロボレート、テトラ－ｎ－プロピルアンモニウムテトラフルオロボレート、テトラ－ｎ－ブチルアンモニウムテトラフルオロボレート、ｎ－ヘキサデシルトリメチルアンモニウムテトラフルオロボレート、テトラ－ｎ－ヘキサデシルアンモニウムテトラフルオロボレート、テトラ－ｎ－オクチルアンモニウムテトラフルオロボレート、テトラ－ｎ－エチルアンモニウムパークロレート、テトラ－ｎ－ブチルアンモニウムパークロレート、テトラオクタデシルアンモニウムパークロレート、リチウムパークロレート、ナトリウムパークロレート、酢酸ナトリウム、及び酢酸カリウムが好ましい。また、電解質としては、この中でも、テトラ－ｎ－エチルアンモニウムテトラフルオロボレート、テトラ－ｎ－プロピルアンモニウムテトラフルオロボレート、テトラ－ｎ－ブチルアンモニウムテトラフルオロボレート、リチウムパークロレート、及びナトリウムパークロレートがより好ましく、テトラ－ｎ－ブチルアンモニウムテトラフルオロボレート、及びリチウムパークロレートがさらに好ましい。また、電解質は、その支持塩として、炭酸イオンや炭酸水素イオンを安定化させ、ｐＨ緩衝能を有していてもよい。この場合の電解質としては、具体的には、炭酸水素ナトリウム、炭酸ナトリウム、酢酸、及び酢酸ナトリウム等が挙げられる。電解質は、上記例示した電解質を単独で用いてもよい、２種以上を組合せて用いてもよい。

　電解液は、酸性ガスを溶解しにくいことが好ましい。本実施形態に係る酸性ガス分離デバイスでは、電解質層１３への酸性ガスの取り込みが、前記高分子量レドックス化合物の還元体との結合によって行われるので、電解液が酸性ガスを溶解しにくくても、電解質層１３の表面で、高分子量レドックス化合物の還元体に酸性ガスが結合されて、電解質層１３に酸性ガスを取り込むことができる。また、このような酸性ガスを溶解しにくい電解液を用いた場合、電解質層１３から酸性ガスを放出する際には、電解液に酸性ガスが溶解しにくいことから、酸性ガスが放出されやすくなる。よって、本実施形態に係る酸性ガス分離デバイスで、酸性ガスを含む気体からの酸性ガスの分離をより実施しやすくなる。

　電解質層１３は、前記電解液がゲル化していてもよい。このようなゲルからなる電解質層を用いると、電解質層１３を構成する電解液の液漏れを抑制することができる。また、電解質層１３が電解液と前記高分子量レドックス化合物とを含むゲルであっても、上述したように、第１電極側で酸性ガスを取り込み、第２電極側で酸性ガスを放出することができる。よって、電解液の液漏れ等によって、酸性ガスを含む気体からの酸性ガスの分離を阻害することを抑制し、より長時間にわたって連続して行うことができる。前記のようなゲルからなる電解質を得るためには、例えば、電解液にゲル化させるためのゲル化剤を添加してもよいし、ゲル化電解質又は高分子電解質を用いてもよいし、前記高分子レドックス化合物がゲル化されていてもよい。また、電解質層には、シリカゲル、アルミナ、チタニア、及びジルコニア等の無機酸化物を添加してもよい。無機酸化物を添加することによって、ゲルを強固にすることができる。例えば、ゲル化剤は、無機酸化物と化合して、より強固なゲルを形成することができる。ゲル化剤としては、例えば、ポリマー、ポリマー架橋反応等の手法を利用するゲル化剤、重合性多官能モノマー、及びオイルゲル化剤等が挙げられる。ゲル化電解質及び高分子電解質としては、ゲル化電解質や高分子電解質として用いることができるものであれば特に限定されず、例えば、ポリフッ化ビニリデン等のフッ化ビニリデン系重合体、ポリアクリル酸等のアクリル酸系重合体、ポリアクリロニトリル等のアクリロニトリル系重合体、ポリエチレンオキシド等のポリエーテル系重合体、及び構造中にアミド構造を有する化合物等が挙げられる。

　電解質層１３には、前記電解液及び高分子量レドックス化合物以外の成分（他の成分）を含有していてもよい。他の成分としては、例えば、ポリエチレングリコール、ポリアクリレート、ポリメタクリレート、及びポリビニルアルコールアセタール等が挙げられる。

　電解質層１３には、基材（支持体）を含んでいてもよいし、基材（支持体）を含まなくてもよいが、基材（支持体）を含むことが好ましい。電解質層１３としては、例えば、前記高分子量レドックス化合物を含む前記電解液を基材（支持体）に含浸させたもの等が挙げられる。また、基材（支持体）としては、製造工程における複雑さの回避、強度の維持、及び柔軟性の維持の点から、例えば、紙状物、及び不織布であることが好ましく、不織布であることがより好ましい。不織布を構成する繊維としては、特に限定されず、例えば、ポリオレフィン系繊維；セルロース系繊維；（メタ）アクリル系繊維；ポリビニルアルコール系繊維；ポリ塩化ビニル系繊維；ポリスチレン系繊維；ポリエチレンテレフタレート繊維、ポリブチレンテレフタレート繊維、ポリトリメチレンテレフタレート繊維、及び溶融液晶形成性全芳香族ポリエステル繊維等のポリエステル系繊維；ポリアミド系繊維；ポリカーボネート系繊維；及びポリウレタン系繊維等が挙げられる。不織布を構成する繊維は、これらのうちから選択される１種を用いてもよいし、２種以上を組み合わせて用いてもよい。これらの繊維のうち、基材（支持体）の強度、又は電解質層全体の強度を発現させる観点から、ポリエステル系繊維、又はポリビニルアルコール系繊維を含むものが好ましく適用できる。前記ポリビニルアルコール系繊維は、変性されたものであってもよく、ポリビニルアルコール繊維、エチレン変性ポリビニルアルコール繊維等が一例として挙げられる。また、ポリエステル系繊維が含まれる場合、上記例示の中でも、溶融液晶形成性全芳香族ポリエステル繊維が特に好ましく適用できる。

　不織布の種類としては、湿式法や乾式法によって形成された不織布、メルトブローン不織布、スパンレース不織布、サーマルボンド不織布、及びニードルパンチ法によって形成された不織布等が挙げられる。これらの不織布の中でも、長繊維を使うことが好ましく、メルトブローン不織布が好ましい。紙状物の製法としても特に限定されるものではなく、湿式抄紙などの方法で製造するものも使用できる。

　基材（支持体）は、目付を制御することによって、通気度と膜厚を設定することができる。基材（支持体）の目付が小さいほど、通気度を高め、高分子量レドックス化合物等の電解質層を構成する成分を好適に充填できることから、５０ｇ／ｍ^２以下であることが好ましく、４５ｇ／ｍ^２以下であることがより好ましく、４０ｇ／ｍ^２以下であることがさらに好ましい。基材（支持体）の目付は、３５ｇ／ｍ^２以下、３０g／ｍ^２以下、２５g／ｍ^２以下、２０ｇ／ｍ^２以下であってもよい。また、電解質層の機械的強度という観点からは、基材（支持体）の目付が大きいほど好ましい。基材（支持体）の目付は、１ｇ／ｍ^２以上が好ましく、２ｇ／ｍ^２以上がより好ましく、３ｇ／ｍ^２以上がさらに好ましい。基材（支持体）の目付は、５ｇ／ｍ^２以上、７ｇ／ｍ^２以上、１０ｇ／ｍ^２以上であってもよい。

　基材（支持体）の厚みは特に限定されないが、電解質層１３の厚みを調整するため、その厚み以下であり、通常、１μｍ以上であることが好ましく、５μｍ以上であることがより好ましく、６μｍ以上であることがさらに好ましく、７μｍ以上であることが特に好ましい。また、基材（支持体）の厚みは、１，０００μｍ以下であることが好ましく、８００μｍ以下であることがより好ましく、６００μｍ以下であることがさらに好ましい。また、基材（支持体）の厚みは、５００μｍ以下、４００μｍ以下、３００μｍ以下、２００μｍ以下、１００μｍ以下、５０μｍ以下、３０μｍ以下であってもよい。

　電解質層１３の製造方法としては、特に限定されない。電解質層１３が前記基材（支持体）を含む場合、例えば、電解液に高分子量レドックス化合物を分散又は溶解させ、この高分子量レドックス化合物を含む電解液を基材（支持体）に含浸させる方法等が挙げられる。含浸は、電解液や基材（支持体）に超音波振動を印加しながら行うことが好ましい。そうすることによって、電解質層に微小な穴、すなわちピンホールが形成されることを抑制することができる。

　電解質層１３の厚みとしては、気体の通過、ピンホール、及び割け等による破損が起こらない厚みであれば特に限定されるものではない。電解質層１３の厚みとしては、例えば、１μｍ以上であることが好ましく、５μｍ以上であることがより好ましく、６μｍ以上であることがさらに好ましく、７μｍ以上であることが特に好ましい。また、電解質層１３の厚みとしては、例えば、１０００μｍ以下であることが好ましく、８００μｍ以下であることがより好ましく、６００μｍ以下であることがさらに好ましい。また、電解質層１３の厚みとしては、５５０μｍ以下、５００μｍ以下、４５０μｍ以下、４００μｍ以下、３５０μｍ以下、２５０μｍ以下、１５０μｍ以下、１００μｍ以下、８０μｍ以下、４０μｍ以下、３０μｍ以下であってもよい。電解質層１３の厚みが前記下限以上であると、酸性ガス分離デバイスの製造過程における複雑化を抑制できる。電解質層１３の厚みが前記上限以下であると、酸性ガスの移送に用いられる電圧（酸性ガスを分離するために、一対の電極間に印加する電圧）を低減しやすい。

　電解質層１３の厚みと支持体の厚みとの差（電解質層１３の厚みから支持体の厚みを引いた差：電解質層の厚み－支持体の厚み）は、特に限定されず、０μｍであってもよいが、０μｍよりも大きいと、電極と電解質層との密着性が向上し、結果として酸性ガスの移送効率を上げることができる。電解質層１３の厚みから支持体の厚みを引いた差は、好適には、１μｍ以上であり、５００μｍ以下である。このような差である電解質層であれば、酸性ガスの移送効率を上げることができ、酸性ガスを含む気体から酸性ガスをより好適に分離することができる。

　電解質層１３の厚みに対する支持体の厚みの比（支持体の厚み／電解質層の厚み）は、特に限定されない。電解質層１３の厚みに対する支持体の厚みの比は、電解質層と電極との密着性を向上させる観点から、１以下であることが好ましく、０．９９以下であることが好ましい。また、電解質層１３の厚みに対する支持体の厚みの比は、電解質層の強度の維持の両立を図る観点から、０．３以上であることが好ましく、０．４以上であることが好ましい。

　次に、本実施形態に係る酸性ガス分離デバイスの構成成分の１つである一対の電極（電極１１，１２）について説明する。

　一対の電極１１，１２は、気体を透過可能な電極であれば、特に限定されない。すなわち、電極１１，１２は、二酸化炭素等の気体を透過することができ、一対の電極１１，１２で挟みこまれた電解質層１３に電流を流すことができる導電部材であればよい。また、電極１１，１２としては、電子の移動を阻害しない程度の導電性を有し、通気性に優れる多孔質体であることが好ましく、具体的には、多孔性の導電材で構成される電極等が挙げられる。電極１１，１２としては、より具体的には、炭素を主成分として含む多孔質体、炭素からなる多孔質体、及び多孔性金属層等が挙げられる。多孔性の導電材としては、例えば、多孔性金属、炭素を主成分として含む多孔質体、及び炭素からなる多孔質体等が挙げられる。多孔性の導電材としては、これらを単独で用いてもよいし、２種以上を組み合わせてもよい。すなわち、一対の電極１１，１２としては、これらの多孔性の導電材のうち、単独の導電材から構成される電極であってもよいし、２種以上の導電材を組み合わせて構成される電極であってもよい。

　前記多孔性金属層は、多数の孔が形成されている金属層である。また、金属層は、通気性に優れる点から、孔が金属層全体にわたって形成されていることが好ましい。また、多孔性金属層を得る方法としては、多数の孔が形成されていない金属層に対して、多数の孔が形成される処理を施す方法（多孔化する方法）であれば、特に限定されない。この方法としては、例えば、切削、研磨及びサンドブラスト等の物理的な方法、及び、酸や塩基等のエッチング液を用いた、電解エッチングや無電解エッチング等の化学的な方法等が挙げられる。また、多孔化する方法としては、前記の各方法を単独で行ってもよいし、２種以上を組み合わせて行ってもよい。また、多孔化する方法としては、表面積を大きくするという観点から、形成する孔（細孔）をより緻密に形成させるため、化学的な方法であることが好ましい。また、金属層の材質としては、特に限定されず、例えば、アルミニウム、銅、銀、金、鉄、チタン、モリブデン、タングステン、ニッケル、及びこれらの合金等が挙げられる。前記合金としては、例えば、ステンレス鋼等が挙げられる。金属層の材質としては、この中でも、耐久性及び加工性の観点から、銅、銀、チタン、ＳＵＳ３１６、及びＳＵＳ３２１であることが好ましい。

　前記多孔質体に含まれる炭素としては、具体的には、グラファイト、カーボンナノチューブ、活性炭、活性炭繊維、及び炭素繊維等の炭素質材料が挙げられる。また、この炭素しては、耐腐食性及び比表面積の点から、活性炭や活性炭繊維であることが好ましい。また、この炭素としては、各種炭素質材料を単独で用いてもよいし、２種以上を組み合わせて用いてもよい。この炭素が含まれる多孔質体としては、炭素質材料を、布状やフェルト状にしたものが好ましい。よって、多孔質体である電極としては、具体的には、カーボンシート、カーボンクロス、及びカーボンペーパ等が挙げられる。また、多孔質体である電極としては、活性炭や炭素繊維を用いたカーボン系電極、及び針状の導電材料を用いた空隙率の高い電極等も挙げられる。

　一対の電極１１，１２としては、上記各電極の中でも、多孔性金属、グラファイト、カーボンナノチューブ、及び炭素繊維からなる群から選ばれる少なくとも１種を含む電極であることが好ましい。このような電極であれば、気体を好適に透過でき、電圧印加部１４によって、電極１１，１２間に電圧を好適に印加できると考えられる。このため、この電極を用いることによって、酸性ガスを含む気体から酸性ガスをより好適に分離することができる酸性ガス分離デバイスが得られる。

　一対の電極１１、１２を構成する多孔質体が、粒子状の場合、これらを、バインダを用いて、シート状に成型することで電極化することもできるし、導電性を有するメッシュ上に製膜して成型することもできる。使用できるバインダとしては、特に限定されるものではなく、ＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）、ポリテトラフルオロエチレン、およびＳＢＲ（スチレン・ブタジエン・ラバー）とＣＭＣ（カルボキシメチルセルロース）との混合物、ポリアクリル酸、アクリル酸、アクリロニトリルの共重合物、ポリビニルアルコール、及びその部分変性物等を挙げることができる。

　多孔質体の粒子状物をメッシュ状導電体上に製膜する場合、使用できるメッシュとしては、鉄、ニッケル、及びステンレス鋼等の細線からなるメッシュ、金属箔から得られるエキスパンドメタル、合成繊維又は天然繊維からなる紙又は不織布に導電めっきを施したものを使用することができる。

　メッシュの厚みは特に限定されるものではないが、電極１１，１２の厚みを調整するため、その厚み以下、通常、メッシュの厚みは、５μｍ～１ｍｍであることが好ましく、６μｍ～８００μｍであることが好ましく、７μｍ～６００μｍであることがさらに好ましい。

　電極１１，１２のＢＥＴ比表面積は、特には限定されないが、例えば、１ｍ^２／ｇ以上であることが好ましく、１００ｍ^２／ｇ以上であることがより好ましく、５００ｍ^２／ｇ以上であることがより好ましい。電極１１，１２のＢＥＴ比表面積は、気体の透過性（通気性）の観点から大きいほうが好ましいが、各電極１１，１２の強度等の関係から、３０００ｍ^２／ｇ以下であることが好ましい。よって、電極１１，１２のＢＥＴ比表面積は、１～３０００ｍ^２／ｇであることが好ましく、１００～２５００ｍ^２／ｇであることがより好ましく、５００～２０００ｍ^２／ｇであることがより好ましい。電極のＢＥＴ比表面積が小さすぎると、気体の透過性（通気性）が低下し、二酸化炭素の透過が阻害される傾向がある。また、電極のＢＥＴ比表面積が大きすぎると、電極の強度等が不充分になる傾向がある。これらのことから、電極のＢＥＴ比表面積が、上記範囲内であれば、長期間にわたって、二酸化炭素の分離を繰り返し実現することができる。なお、ＢＥＴ比表面積は、ＢＥＴ法によって測定される比表面積であり、公知の方法で測定可能である。ＢＥＴ比表面積の測定方法としては、例えば、窒素吸着等温線測定を行い、得られた吸着等温線から算出する方法等が挙げられる。

　電極１１，１２は、上述したように、一対の電極１１，１２で挟みこまれた電解質層１３に電流を流すことができる導電部材であり、その表面抵抗値は、小さいほど好ましく、例えば、１ｋΩ／ｓｑ以下であることが好ましく、２００Ω／ｓｑ以下であることがより好ましい。また、電極の表面抵抗値は、小さいほど好ましいが、実際には、１Ω／ｓｑであることが限界である。よって、電極の表面抵抗値は、１Ω／ｓｑ～１ｋΩ／ｓｑであることが好ましく、１０～２００Ω／ｓｑであることがより好ましい。このような表面抵抗値の電極であれば、電解質層１３に電流を好適に流すことができ、二酸化炭素を好適に分離することができる。

　電極１１，１２の厚みは、特には限定されないが、二酸化炭素を吸着でき、電解液の漏液を好適に防ぐことができる厚みであることが好ましい。電極１１，１２の厚みは、例えば、２０μｍ以上１０ｍｍ以下であることが好ましく、５０μｍ以上５ｍｍであることがより好ましい。前記各電極が薄すぎると、電極の強度等が不充分になる傾向がある。また、電極が厚すぎると、気体の透過性（通気性）が低下し、二酸化炭素の透過が阻害される傾向がある。これらのことから、電極の厚みが、上記範囲内であれば、長期間にわたって、二酸化炭素の分離を繰り返し実現することができる。

　また、電圧印加部１４は、一対の電極１１，１２間に電圧を印加することができれば、特に限定されない。すなわち、電圧印加部１４は、上述したように、一対の電極１１，１２間のどちらの電極の電位を高くするように、一対の電極１１，１２間に電圧を印加する。また、前記電圧印加部１４は、酸性ガスを含む気体から酸性ガスを取り込む側の第１電極の電位が、前記電解質層から酸性ガスを放出する側の第２電極より常に低くなるように印加することが好ましい。そうすることによって、第１電極の電位が、第２電極の電位より常に低くなるように、電圧印加部で印加するだけで、第１電極側で酸性ガスを取り込み、第２電極側で酸性ガスを放出することができる。また、電圧印加部１４は、電極間に印加する電圧を反転させることのできない印加部であってもよく、例えば、二次電池、外部電源、及びキャパシタ等が挙げられる。

　また、第１流路１５及び前記第２流路１６は、気体を流通させることができる流路であれば、特に限定されない。

　本実施形態に係る酸性ガス分離デバイス１０は、前記構造のものを製造することができれば、その製造方法は特に限定されない。具体的には、一対の電極１１，１２、電解質層１３、電圧印加部１４、第１流路１５、及び第２流路１６を用いて、図１に示す構造になるように、一般的な組み立て方法で組み立てる方法等が挙げられる。

　前記酸性ガスとしては、二酸化炭素、ＮＯｘ（窒素酸化物）、ＳＯｘ（硫黄酸化物）、及び硫化水素等が挙げられる。また、酸性ガスは、１種類の酸性ガスが含まれていてもよいし、２種以上の酸性ガスが含まれていてもよい。

　本実施形態に係る酸性ガス分離デバイスの設置場所は、酸性ガスを分離することが求められる場所であれば、特に限定されない。また、酸性ガス分離デバイスを備えた装置として用いてもよい。酸性ガス分離デバイスを備えた装置としては、例えば、空気清浄機、エアーコンディショナ、及び酸性ガス濃縮装置等が挙げられる。より具体的には、空気中の酸性ガスを分離濃縮するための酸性ガス濃縮装置等が挙げられ、例えば、農業用等に利用できる。また、室内の酸性ガスを分離除去するために、前記酸性ガス分離デバイスを備えた装置としては、空気清浄機、及びエアーコンディショナ等が挙げられる。これらは、自家用車、バス、電車、飛行機、宇宙ステーション等で酸性ガス濃度を調整するために使用することができる。

　本発明の他の一実施形態に係る空気清浄機は、前記酸性ガス分離デバイスを備えた空気清浄機である。本実施形態に係る空気清浄機としては、例えば、図２に示す空気清浄機２０等が挙げられる。空気清浄機２０は、集塵・消臭フィルタ２１と酸性ガス分離デバイス１０とファン２２とを備える。集塵・消臭フィルタ２１は、供給された空気等の気体を通過させることによって、気体からハウスダスト等を除去する集塵処理、及び気体を消臭させる消臭処理を施せるものであれば、特に限定されず、一般的な空気清浄機に備えられる集塵・消臭フィルタ等が挙げられる。ファン２２は、酸性ガス分離デバイス１０で酸性ガスを除去した気体を、室内等の空気清浄機２０を設置した場所に流動させることができるものであれば、特に限定されない。空気清浄機２０は、集塵・消臭フィルタ２１で、集塵処理及び消臭処理が施された空気を酸性ガス分離デバイス１０に供給し、酸性ガス分離デバイス１０で酸性ガスを分離して、その酸性ガスが分離された気体を、ファン２２で室内等の空気清浄機２０を設置した場所に流動させる。そうすることによって、空気清浄機２０は、集塵処理及び消臭処理が施され、かつ、酸性ガス濃度を低下させた空気を、室内等の空気清浄機２０を設置した場所に供給できる。すなわち、空気清浄機２０は、酸性ガス分離デバイス１０で酸性ガスを分離でき、この分離した酸性ガスを除去することによって、空気清浄機２０から供給される空気等の気体に含まれる酸性ガス濃度を低下させることができる。また、本実施形態に係る空気清浄機は、前記酸性ガス分離デバイスを備えていれば特に限定されず、上記のような、集塵・消臭フィルタ２１で集塵処理及び消臭処理が施された空気等の気体を酸性ガス分離デバイス１０に供給する空気清浄機に限定されない。本実施形態に係る空気清浄機としては、例えば、前記酸性ガス酸分離デバイスで酸性ガスを除去した気体を集塵・消臭フィルタに供給し、前記集塵・消臭フィルタでその気体に対して集塵処理及び消臭処理を施す空気清浄機等であってもよい。

　本発明の他の一実施形態に係るエアーコンディショナは、前記酸性ガス分離デバイスを備えたエアーコンディショナである。本実施形態に係るエアーコンディショナとしては、例えば、図３に示すエアーコンディショナ３０等が挙げられる。エアーコンディショナ３０は、室内機３１と室外機３２とを備える。室内機３１は、酸性ガス分離デバイス１０を備えていれば、特に限定されず、例えば、酸性ガス分離デバイス１０を備えていること以外は、一般的なエアーコンディショナの室内機と同様の室内機等が挙げられる。また、室外機３２は、特に限定されず、例えば、一般的なエアーコンディショナの室外機等が挙げられる。室内機３１は、熱交換器３３と前記酸性ガス分離デバイス１０とファン３４とを備える。熱交換器３３は、室外機３２とともに作動し、供給された空気等の気体の気温を低下（冷却）又は上昇（加温）させて、気温を調整することができるものであれば、特に限定されず、一般的なエアーコンディショナに備えられる熱交換器等が挙げられる。ファン３４は、酸性ガス分離デバイス１０で酸性ガスを除去した気体を、エアーコンディショナ３０の室内機３１を設置した場所（室内等）に流動させることができるものであれば、特に限定されない。室外機３２は、熱交換器３３とともに、熱交換器３３に供給された空気等の気体の気温を低下（冷却）又は上昇（加温）させた際に、加温又は冷却させられた冷媒等の温度を、室外機側で冷却又は加温させる。その際、室外機３２に備えられたファン３５で、室外機３２内の気体を、室外機３２外に放出する。エアーコンディショナ３０は、熱交換器３３及び室外機３２で気温が調整された空気を酸性ガス分離デバイス１０に供給し、酸性ガス分離デバイス１０で酸性ガスを分離して、その酸性ガスが分離された気体を、ファン３４でエアーコンディショナ３０の室内機３１を設置した場所（室内等）に流動させる。そうすることによって、気温が調整され、かつ、酸性ガス濃度を低下させた空気を、エアーコンディショナ３０の室内機３１を設置した場所（室内等）に供給できる。すなわち、エアーコンディショナ３０は、酸性ガス分離デバイス１０で酸性ガスを分離でき、この分離した酸性ガスを除去することによって、エアーコンディショナ３０から供給される空気等の気体に含まれる酸性ガス濃度を低下させることができる。また、前記エアーコンディショナは、前記酸性ガス分離デバイスを備えていれば、特に限定されず、上記のような、前記熱交換器３３及び前記室外機３２で気温が調整された空気等の気体を前記酸性ガス分離デバイス１０に供給するエアーコンディショナに限定されない。本実施形態に係るエアーコンディショナとしては、例えば、前記酸性ガス分離デバイスで酸性ガスを除去した気体を熱交換器に供給し、熱交換器及び室外機でその気体の気温を調整するエアーコンディショナ等であってもよい。

　本発明の他の一実施形態に係る酸性ガス濃縮装置は、前記酸性ガス分離デバイスを備えた酸性ガス濃縮装置である。前記酸性ガス濃縮装置としては、例えば、図１に示す酸性ガス分離デバイス１０等が挙げられる。なお、図１は、本発明の実施形態に係る酸性ガス分離デバイスを備えた酸性ガス濃縮装置の構成を示す概略図でもある。前記酸性ガス分離デバイス１０によって、前記第１流路１５に、空気等の酸性ガスを含む気体を供給し、前記第２流路１６から、酸性ガス濃度を高めた気体を放出することができる。この酸性ガス分離デバイス１０の前記第２流路１６から放出される気体（酸性ガス濃度を高めた気体）を回収すれば、酸性ガスを濃縮することができる。よって、この酸性ガス分離デバイス１０が、前記酸性ガス分離デバイスを備えた酸性ガス濃縮装置となる。よって、前記酸性ガス濃縮装置は、前記酸性ガス分離デバイスで酸性ガスを分離でき、この分離した酸性ガスを回収することによって、酸性ガスを濃縮することができる。また、前記酸性ガス濃縮装置は、前記酸性ガス分離デバイスを備えていればよく、その他の部材を備えていてもよい。

　このような酸性ガス濃縮装置の中で、酸性ガスを二酸化炭素とすれば二酸化炭素濃縮装置として適用できる。二酸化炭素濃縮装置は、農業用途等で需要が高まっている。具体的には、空気中の二酸化炭素を濃縮してビニルハウスに供給することで、植物の成長を促すような用途に適用できる。また、空気中の二酸化炭素を濃縮して青果物の貯蔵庫内の二酸化炭素濃度を増加させることで、貯蔵性を良くするようなＣＡ貯蔵用途にも適用できる。

　本明細書は、上述したように、様々な態様の技術を開示しているが、そのうち主な技術を以下に纏める。

　このような構成によれば、酸性ガスを含む気体から酸性ガスを簡易に分離することができ、この分離を長期間にわたって繰り返しできる酸性ガス分離デバイスを提供することができる。前記酸性ガス分離デバイスは、例えば、一方の電極の電位が、他方の電極の電位より低くなるように、一対の電極間に電圧を印加する。このように電圧を印加することによって、電位の低い一方の電極に近い側では、前記電解質層に含まれる前記高分子量レドックス化合物が、電解還元されて還元体になる。前記電解質層の表面に接触した酸性ガスが、この還元体と結合されて、前記電解質層に取り込まれると考えられる。また、電位の高い他方の電極に近い側では、前記電解質層に含まれる前記高分子量レドックス化合物が、電解酸化され、ラジカル体又は酸化体になる。このため、前記高分子量レドックス化合物に酸化ガスが結合されていると、この酸化ガスが前記高分子量レドックス化合物から脱離され、前記電解質層（前記他方の電極側の表面側）から放出されると考えられる。よって、前記酸性ガス分離デバイスは、前記一方の電極側で、二酸化炭素を取り込み、前記他方の電極側で、二酸化炭素を放出することができると考えられる。また、前記酸性ガス分離デバイスにおいて、前記電解質層に含まれるレドックス化合物が高分子量であり、さらに、電解液が不揮発性であることから、酸性ガスを含む気体からの酸性ガスの分離を長期間にわたって実施することができると考えられる。

　以上のことから、酸性ガスを含む気体から酸性ガスを簡易に分離することができ、この分離を長期間にわたって繰り返しできると考えられる。

　また、前記酸性ガス分離デバイスにおいて、前記一対の電極が、酸性ガスを含む気体から酸性ガスを取り込む側の第１電極と、前記電解質層から酸性ガスを放出する側の第２電極とからなり、前記電圧印加部は、前記第１電極の電位が前記第２電極の電位より低くなるように前記一対の電極間に電圧を印加することが好ましい。

　このような構成によれば、前記一対の電極間（前記第１電極と前記第２電極との間）に電圧を印加するだけで、一対の電極間に印加する電圧を反転させることなく、酸性ガスを含む気体から酸性ガスを連続して分離することができる。なお、この分離を連続して行うこと（連続運転）を、前記電解質層を構成する電解液やレドックス化合物の揮発が阻害するおそれがある。しかしながら、前記酸性ガス分離デバイスの場合、上述したように、前記電解質層に含まれるレドックス化合物が高分子量であり、さらに、電解液が不揮発性であることため、酸性ガスを含む気体からの酸性ガスの分離をより長時間にわたって連続して実施することができる。よって、前記酸性ガス分離デバイスは、酸性ガスを含む気体から酸性ガスをより簡易に分離することができ、この分離をより長期間にわたって繰り返しできる。

　また、前記酸性ガス分離デバイスにおいて、前記電解質層の厚みが、１μｍ以上１，０００μｍであることが好ましい。

　このような構成によれば、酸性ガスを含む気体から酸性ガスを簡易に分離することができ、この分離を長期間にわたって繰り返しできる。さらに、酸性ガス分離デバイスを容易に製造でき、さらに、一対の電極間に印加する電圧を低減させても、酸性ガスを含む気体から酸性ガスを好適に分離することができる。

　また、前記酸性ガス分離デバイスにおいて、前記電解質層は、支持体をさらに含むことが好ましい。

　このような構成によれば、前記酸性ガス分離デバイスに備えられる電解質層が、機械的強度が高い等の、好適な状態の電解質層になる。このため、この電解質層を備えることによって、酸性ガスを含む気体から酸性ガスを簡易に分離することができ、この分離を長期間にわたって繰り返しできる酸性ガス分離デバイスを好適に得ることができる。

　また、前記酸性ガス分離デバイスにおいて、前記支持体の厚みが、１μｍ以上１，０００μｍであることが好ましい。

　このような構成によれば、前記酸性ガス分離デバイスに備えられる電解質層が、より好適な状態の電解質層になるため、前記酸性ガス分離デバイスをより好適に得ることができる。

　また、前記酸性ガス分離デバイスにおいて、前記電解質層の厚みから前記支持体の厚みを引いた差が、１μｍ以上５００μｍ以下であることが好ましい。

　このような構成によれば、酸性ガスを含む気体から酸性ガスをより好適に分離することができる。このことは、前記酸性ガス分離デバイスにおいて、前記電極と前記電解質層との密着性が向上し、結果として酸性ガスの移送効率を上げることができることによると考えられる。

　また、前記酸性ガス分離デバイスにおいて、前記電解質層の厚みに対する前記支持体の厚みの比が、０．３以上０．９９以下であることが好ましい。

　このような構成によれば、酸性ガスを含む気体から酸性ガスをより好適に分離することができる。このことは、前記酸性ガス分離デバイスにおいて、前記電極と前記電解質層との密着性が向上し、結果として酸性ガスの移送効率を上げることができることによると考えられる。さらに、前記酸性ガス分離デバイスに備えられる電解質層の強度を高めることができることから、前記酸性ガス分離デバイスは、前記電解質層の強度の維持と前記分離との両立を図ることができる。

　また、前記酸性ガス分離デバイスにおいて、前記支持体の目付が、１ｇ／ｍ^２以上５０ｇ／ｍ^２以下であることが好ましい。

　このような構成によれば、前記酸性ガス分離デバイスに備えられる電解質層が、より好適な状態の電解質層になるため、前記酸性ガス分離デバイスをより好適に得ることができる。このことは、前記支持体の通気度が高く、前記支持体に高分子量レドックス化合物等の電解質層を構成する成分を好適に充填できるだけではなく、前記支持体の機械的強度が高いことによる、電解質層の機械的強度の向上も図ることができることによると考えられる。

　また、前記酸性ガス分離デバイスにおいて、前記支持体が、不織布であることが好ましい。

　このような構成によれば、前記酸性ガス分離デバイスに備えられる電解質層が、より好適な状態の電解質層になるため、前記酸性ガス分離デバイスをより好適に得ることができる。このことは、前記支持体が不織布であると、製造工程における複雑さの回避、強度の維持、及び柔軟性の維持の点で優れていることによると考えられる。

　また、前記酸性ガス分離デバイスにおいて、前記不織布を構成する繊維が、ポリオレフィン系繊維、セルロース系繊維、（メタ）アクリル系繊維、ポリビニルアルコール系繊維、ポリ塩化ビニル系繊維、ポリスチレン系繊維、ポリエステル系繊維、ポリアミド系繊維、ポリカーボネート系繊維、及びポリウレタン系繊維からなる群から選ばれる少なくとも１種を含むことが好ましい。

　また、前記酸性ガス分離デバイスにおいて、前記高分子量レドックス化合物の重量平均分子量が、１，０００以上であることが好ましい。

　このような構成によれば、酸性ガスを含む気体からの酸性ガスの分離をより長期間にわたって繰り返しできる。

　また、前記酸性ガス分離デバイスにおいて、前記ラジカル化率が９０％以上の高分子量レドックス化合物は、下記式（１）で表される繰り返し単位を分子内に有することが好ましい。

　式（１）中、Ｒ^１は、水素原子又はメチル基を示す。

　このような構成によれば、酸性ガスを含む気体から酸性ガスをより好適に分離できる。

　また、本発明の他の一態様に係る空気清浄機は、前記酸性ガス分離デバイスを備えた空気清浄機である。

　このような構成によれば、前記酸性ガス分離デバイスで、酸性ガスを含む気体から酸性ガスを分離でき、この分離した酸性ガスを除去することによって、前記空気清浄機から供給される気体に含まれる酸性ガス濃度を低下させることができる。

　また、本発明の他の一態様に係るエアーコンディショナは、前記酸性ガス分離デバイスを備えたエアーコンディショナである。

　このような構成によれば、前記酸性ガス分離デバイスで、酸性ガスを含む気体から酸性ガスを分離でき、この分離した酸性ガスを除去することによって、前記エアーコンディショナから供給される気体に含まれる酸性ガス濃度を低下させることができる。

　また、本発明の他の一態様に係る酸性ガス濃縮装置は、前記酸性ガス分離デバイスを備えた酸性ガス濃縮装置である。

　このような構成によれば、前記酸性ガス分離デバイスで、酸性ガスを含む気体から酸性ガスを分離でき、この分離した酸性ガスを回収することによって、酸性ガスを濃縮することができる。

　本発明によれば、酸性ガスを含む気体から酸性ガスを簡易に分離することができ、この分離を長期間にわたって繰り返しできる酸性ガス分離デバイスを提供することができる。具体的には、前記酸性ガス分離デバイスは、一方の電極側に酸性ガスを含む気体を供給すると、他方の電極側から酸性ガスを優先的に放出することができる。また、本発明によれば、前記酸性ガス分離デバイスを備えた、空気清浄機、エアーコンディショナ、及び酸性ガス濃縮装置が提供される。

　以下に、実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。

　［実施例１］
　＜酸性ガス分離デバイスの作製＞
　以下の手順で、図１に示す構造を有する酸性ガス分離デバイスを作製した。

　（高分子量レドックス化合物の調製）
　内容積２００ｍＬの三角フラスコに、２，２，６，６－テトラメチル－４－ピペリジニルメタクリレート２２．５ｇ（１００ミリモル）、及び溶媒としてのメタノール２５ｍＬを加え、混合して均一溶液を得た。攪拌機、窒素ガス導入管、温度計、及び還流冷却管を備えた５００ｍＬ容の４つ口フラスコに、重合開始剤としての２，２’－アゾビス－２，４－ジメチルバレロニトリル１６４ミリグラム（１．００ミリモル）、及びメタノール２００ｍＬを加え、この溶液を２５℃に保ちながら、攪拌下、前記均一溶液を加えて混合した。引き続き、窒素ガスを通じて反応系内の酸素を除去した後、攪拌下、重合液を６５℃に保ちながら６時間反応させた。反応終了後、反応液を室温まで冷却し、水５００ｍＬを加えた。濾過して得られた固体を、水３００ｍＬ、次いでヘキサン５００ｍＬでそれぞれ洗浄し、減圧乾燥して重合反応生成物２２．０ｇを得た。

　次に、前記工程で得られた重合反応生成物１０ｇ、触媒としてタングステン酸ナトリウム二水和物０．７３ｇ（２．２ミリモル）、及びメタノール３００ｍＬを、攪拌機、窒素ガス導入管、温度計、還流冷却管、及び滴下ロートを備えた５００ｍＬ容の４つ口フラスコに仕込み、２５℃に保ちながら窒素ガスを通じて反応系内の酸素を除去した後、３０％の過酸化水素水２５．２ｇ（２２２ミリモル）を３時間かけて滴下した。引き続き８時間４０℃で反応させた。反応終了後、反応液を室温まで冷却し、水５００ｍＬを加えた。濾過して得られた固体を、水３００ｍＬで洗浄し、減圧乾燥して赤色固体１０．２ｇを得た。この赤色固体は、高分子量レドックス化合物であった。

　（重量平均分子量の測定）
　得られた高分子量レドックス化合物は、株式会社島津製作所製のゲル浸透クロマトグラフィー装置を用い、下記の条件でＧＰＣ測定を行うことにより、重量平均分子量（Ｍｗ）を求めた結果、７９，０００であった。

　カラム：昭和電工株式会社製のテトラヒドロフラン系カラム「ＫＦ－８０６Ｍ」２本直列接続
　標準試料：ポリメチルメタクリレート
　溶媒及び移動相：テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）（濃度２０ｍＭ）
　流量：１．０ｍＬ／分
　温度：４０℃
　試料溶液濃度：０．２重量％（開口径０．４５μｍフィルタでろ過）
　注入量：１００μＬ
　検出器：ＲＩ

　（化学滴定法によるラジカル化率の測定）
　酸化還元反応に基づく化学滴定法（酸化還元滴定法）によって、前記高分子量レドックス化合物における前記式（１）で表される繰り返し単位の含有量を測定し、得られた含有量から、前記（１）の含有率（ラジカル化率）を算出した。具体的には、試料（高分子量レドックス化合物）１００ｍｇを量り取り、クロロホルム及び酢酸で溶解させた後、０．２Ｎヨウ化カリウム水溶液を添加し、遊離したヨウ素を０．０５Ｎチオ硫酸ナトリウム水溶液で逆滴定することにより算出した。試験は、２検体で分析し、その平均値を分析値（ラジカル化率）とした。その結果、得られた高分子量レドックス化合物のラジカル化率は９９％であった。

　（支持体Ａの作製）
　パラヒドロキシ安息香酸と６－ヒドロキシ－２－ナフトエ酸との共重合物からなる溶融液晶形成性全芳香族ポリエステルを、二軸押し出し機により押し出し、メルトブローン不織布製造装置に供給し、単孔吐出量０．１０ｇ／分、樹脂温度３３０℃で押し出し、目付けが１５ｇ／ｍ^２の不織布を得た後、得られた不織布を３００℃で６時間加熱処理した。その後、得られた不織布を１１０℃に加熱した金属ロールと樹脂製の弾性ロールとの間に通し、さらに、加圧カレンダーを用い、連続的に処理した。得られたメルトブローン不織布の平均繊維径は２．８μｍであり、目付けは上述のように１５ｇ／ｍ^２であり、厚みは２５μｍのメルトブローン不織布を得た。この得られた不織布を支持体Ａとして用いた。

　（電解質層（酸性ガス分離体））
　まず、支持体Ａをガラス板上に固定させた。

　ジメチルホルムアミド（富士フイルム和光純薬株式会社製）１００．０ｇに、Ｐｏｌｙ（ｖｉｎｙｌｉｄｅｎｅｆｌｕｏｒｉｄｅ－ｃｏ－ｈｅｘａｆｌｕｏｒｏｐｒｏｐｙｌｅｎｅ）（シグマアルドリッチ社製）を６．０ｇ添加して、８０℃で３時間撹拌して溶解させた。次に、得られた溶液に、高分子量レドックス化合物（ラジカル化率９０％以上である高分子量レドックス化合物）を２．００ｇ添加し、８０℃で１時間撹拌して溶解させた。次に、得られた溶液に、不揮発性の電解液であるイオン液体［１－エチル－３－メチルイミダゾリウムビス（フルオロスルホニル）イミド（シグマアルドリッチ社製のｅｍｉｍＦＳＩ）］１２．０ｇを添加し、４０℃に加熱し、３時間攪拌混合した。このようにして得られた液体を用いてアプリケーターにて厚み（ガラス板上からの塗工厚み）６００μｍの液膜を、ガラス板上に固定した支持体Ａ上に作製して、６０℃で８時間減圧乾燥した。前記乾燥により得られた乾燥膜をガラス板から剥がした。そうすることによって、厚み５０μｍの支持体付き乾燥膜を、電解質層として得た。この電解質層に含まれる支持体の厚みは２５μｍであった。電解質層の厚みから支持体の厚みを引いた差は２５μｍであり、電解質層の厚みに対する支持体の厚みの比（支持体の厚み／電解質層の厚み）は、０．５であった。

　（電極）
　カーボンペーパ（東レ株式会社製のＴＧＰ－Ｈ－０３０）を、縦２０ｍｍ×横２０ｍｍ×厚み０．１ｍｍのサイズに切り出した。この切り出したカーボンペーパの一方の面に、導電性銅箔テープを貼り付けた。これを２枚用意し、各電極（カソード電極及びアノード電極）として用いた。

　（流路）
　ポリテトラフルオロエチレン製の樹脂板を、縦５０ｍｍ×横５０ｍｍ×厚み５ｍｍのサイズに切り出し、適所に穴を２箇所あけた。この切り出した樹脂板に、前記穴と連結する、深さ１ｍｍ×縦２０ｍｍ×横２０ｍｍの溝を掘った。これを２枚用意し、各流路（第１流路及び第２流路）として用いた。

　（酸性ガス分離デバイス）
　図１に示す構造となるように、前記電解質層、前記電極、及び前記流路を組み立て、電極の導電性銅箔テープに電圧印加部としての電源を接続した。そうすることによって、図１に示す構造の酸性ガス分離デバイスを製造した。

　＜評価＞
　前記酸性ガス分離デバイスを、以下の評価方法で評価した。なお、ここでは、酸性ガスとして二酸化炭素（ＣＯ_２）を用いて評価した。すなわち、酸性ガスを含む気体としては、二酸化炭素を含む気体を用いた。

　まず、前記酸性ガス分離デバイスを、２５℃の環境下に設置した。そして、カソード電極側の流路の穴に、二酸化炭素濃度が２０００ｐｐｍとなるように二酸化炭素を充填した１Ｌガスバックとエアポンプとを、カソード電極側の流路内を循環するように装着した。また、アノード電極側の流路の穴に、二酸化炭素濃度が４００ｐｐｍとなるように二酸化炭素を充填した１Ｌガスバックとエアポンプとを、アノード電極側の流路内を循環するように装着した。二酸化炭素濃度は、それぞれのエアバック内に入れたポータブル炭酸ガス濃度計（株式会社ＦＵＳＯ製のＦＵＳＯ－７７５３５）にて測定した。そして、前記電源を調整することにより、前記電極間に３．０Ｖの電圧を印加した。電圧を印加した後、カソード電極側の流路及びアノード電極側の流路のそれぞれに装着したエアポンプにより、流量５００ｍＬ／分でガスバック内のガスを、それぞれの電極の流路内を循環させた。そうすることによって、流量５００ｍＬ／分でガスバック内のガスを、それぞれの電極の流路内に通し続けた。６０分後の二酸化炭素濃度を測定した。その結果、カソード電極側の流路内の二酸化炭素濃度が１５０ｐｐｍであった。この評価試験を同一の電解質膜について１０回繰り返し、１０回目の評価試験が終わった後のカソード電極側の流路内の二酸化炭素濃度が１６０ｐｐｍであった。この結果を表１に示す。

　［実施例２］
　重合開始剤として、２，２’－アゾビス－２，４－ジメチルバレロニトリル２６８ミリグラム（２．００ミリモル）を用いたこと、メタノールの代わりにトルエンを用いたこと、重合液を６５℃に保ちながら６時間反応させるのではなく、１１０℃に保ちながら３時間反応させたこと以外は、実施例１と同様にして、高分子量レドックス化合物を調製した。この得られた高分子量レドックス化合物の重量平均分子量は、実施例１と同様の方法により測定したところ、２，１００であった。また、高分子量レドックス化合物のラジカル化率は、実施例１と同様の方法により測定したところ、９８質量％であった。

　この得られた高分子量レドックス化合物（ラジカル化率９０％以上である高分子量レドックス化合物）を用いたこと以外、実施例１と同様にして、酸性ガス分離デバイスを製造した。なお、この酸性ガス分離デバイスに含まれる電解質層は、厚みが５０μｍであった。電解質層に含まれる支持体の厚みが２５μｍであった。電解質層の厚みから支持体の厚みを引いた差は２５μｍであり、電解質層の厚みに対する支持体の厚みの比（支持体の厚み／電解質層の厚み）は、０．５であった。そして、得られた酸性ガス分離デバイスを用いて、実施例１と同様の評価を行った。この結果を表１に示す。

　［実施例３］
　重合開始剤として、２，２’－アゾビス－２，４－ジメチルバレロニトリル５５ミリグラム（０．６７ミリモル）を用いたこと、及び、重合液を６時間反応させるのではなく、１２時間反応させたこと以外は、実施例１と同様にして、高分子量レドックス化合物を調製した。この得られた高分子量レドックス化合物の重量平均分子量は、実施例１と同様の方法により測定したところ、３１０，０００であった。また、高分子量レドックス化合物のラジカル化率は、実施例１と同様の方法により測定したところ、９７％であった。

　［実施例４］
　内容積５０ｍＬの３つ口フラスコに、１，４－ジクロロアントラキノン１．５１ｇ（５．４５ミリモル）、及び脱水ジメチルホルムアミド２０ｍＬを加え、窒素下で混合して均一溶液を得た。次に、撹拌機、窒素ガス導入管、温度計、及び還流冷却管を備えた３００ｍＬ容の４つ口フラスコに、１，４－ジクロロアントラキノン１．５１ｇ（５．４５ミリモル）、ビス（１，５－シクロオクタジエン）ニッケル（０）２，２’ビピリジル１．１３ｇ（７．２７ミリモル）、１，５－シクロオクタジエン５９０ｍｇ（５．４５ミリモル）、及び脱水ジメチルホルムアミド５０ｍＬを窒素下で混合し、この混合液を６５℃に保ちながら、攪拌しながら、前記均一溶液を３０分かけて滴下した。反応溶液を６５℃で４８時間反応させた後、反応液を室温まで冷却し、１Ｍ塩酸１００ｍＬを加え、室温で１時間攪拌した。濾過して得られた固体を、１Ｍ塩酸２００ｍＬ、イオン交換水２００ｍＬで２回、ＤＭＦ１００ｍＬで２回、イオン交換水１００ｍＬの順で洗浄しで洗浄し、減圧乾燥して黄色固体０．７８ｇ（収率６３％）を得た。この黄色固体は、高分子量レドックス化合物（キノン基を分子中に有する高分子量レドックス化合物）であった。この得られた高分子量レドックス化合物の重量平均分子量は、実施例１と同様の方法により測定したところ、１４０，０００であった。

　この得られた高分子量レドックス化合物（キノン基を分子中に有する高分子量レドックス化合物）を用いたこと以外、実施例１と同様にして、酸性ガス分離デバイスを製造した。なお、この酸性ガス分離デバイスに含まれる電解質層は、厚みが５０μｍであった。電解質層に含まれる支持体の厚みが２５μｍであった。電解質層の厚みから支持体の厚みを引いた差は２５μｍであり、電解質層の厚みに対する支持体の厚みの比（支持体の厚み／電解質層の厚み）は、０．５であった。そして、得られた酸性ガス分離デバイスを用いて、実施例１と同様の評価を行った。この結果を表１に示す。

　［実施例５］
　重合開始剤として、２，２’－アゾビス－２，４－ジメチルバレロニトリル１１ｍｇ（０．０６７ミリモル）を用いたこと、重合液を６時間反応させるのではなく、２４時間反応させたこと以外は、実施例１と同様にして、高分子量レドックス化合物を調製した。この得られた高分子量レドックス化合物の重量平均分子量は、実施例１と同様の方法により測定したところ、１，４９０，０００であった。また、高分子量レドックス化合物のラジカル化率は、実施例１と同様の方法により測定したところ、９３質量％であった。

　［実施例６］
　２，２，６，６－テトラメチル－４－ピペリジニルメタクリレート２２．５ｇ（１００ミリモル）に加えて、エチレングリコールジメタクリレート９９ｍｇ（０．５０ミリモル）を用いたこと以外は、実施例１と同様にして、高分子量レドックス化合物を調製した。この得られた高分子量レドックス化合物のラジカル化率は、実施例１と同様の方法により測定したところ、９３質量％であった。

　この得られた高分子量レドックス化合物（ラジカル化率９０％以上である高分子量レドックス化合物）を、乳鉢で粉砕した後、目開き２０μｍの篩に掛けたものを用いた以外、実施例１と同様にして、酸性ガス分離デバイスを製造した。なお、この酸性ガス分離デバイスに含まれる電解質層は、厚みが５０μｍであった。電解質層に含まれる支持体の厚みが２５μｍであった。電解質層の厚みから支持体の厚みを引いた差は２５μｍであり、電解質層の厚みに対する支持体の厚みの比（支持体の厚み／電解質層の厚み）は、０．５であった。そして、得られた酸性ガス分離デバイスを用いて、実施例１と同様の評価を行った。この結果を表１に示す。なお、得られた高分子量レドックス化合物はテトラヒドロフランに不溶のため、重量平均分子量は測定不能であった。

　［実施例７］
　実施例１において、ガラス板上に固定した支持体上に、塗工厚み（ガラス板上からの塗工厚み）を３００μｍとして液膜を作成し、６０℃で８時間減圧乾燥した。前記乾燥により得られた乾燥膜をガラス板から剥がした。そうすることによって、厚み２５μｍの支持体付き乾燥膜を、電解質層として得た。このように得られた電解質膜を用いること以外、実施例１と同様にして、酸性ガス分離デバイスを製造した。なお、この電解質層に含まれる支持体の厚みが２５μｍであった。電解質層の厚みから支持体の厚みを引いた差は０μｍであり、電解質層の厚みに対する支持体の厚みの比は１であった。そして、得られた酸性ガス分離デバイスを用いて、実施例１と同様の評価を行った。この結果を表１に示す。

　［実施例８］
　（支持体Ｂの作成）
　１．２ｄｔｅｘ×３ｍｍのポリビニルアルコール系繊維（クラレ社製、ビニロン、ＶＰＢ１０３×３）７５重量％、及び１．１ｄｔｅｘ×３ｍｍのポリビニルアルコール系バインダ繊維（クラレ社製、ビニロンバインダ：ＶＰＢ１０５－１×３）２５重量％を水に分散してスラリーを製造した。該スラリーを用いて、抄紙機により抄紙を行い、ヤンキー型乾燥機にて乾燥し、目付３８．０ｇ／ｍ^２、厚さ２２０μｍの基材（支持体Ｂ）を得た。

　実施例１において、支持体Ａを支持体Ｂに変え、ガラス板上に固定した支持体（支持体Ｂ）上に、塗工厚み（ガラス板上の支持体表面からの塗工厚み）を２２０μｍとして液膜を作成し、６０℃で１時間減圧乾燥した。この操作を４回繰り返し、最終的に６０℃で８時間減圧乾燥し、前記乾燥により得られた乾燥膜をガラス板から剥がした。そうすることによって、厚み２２０μｍの支持体付き乾燥膜を、電解質層として得た。このように得られた電解質膜を用いること以外、実施例１と同様にして、酸性ガス分離デバイスを製造した。なお、この電解質層に含まれる支持体の厚みが２２０μｍであった。電解質層の厚みから支持体の厚みを引いた差は０μｍであり、電解質層の厚みに対する支持体の厚みの比は１であった。そして、得られた酸性ガス分離デバイスを用いて、実施例１と同様の評価を行った。この結果を表１に示す。

　［実施例９］
　（支持体Ｃの作成）
　１．２ｄｔｅｘ×３ｍｍのポリビニルアルコール系繊維（クラレ社製、ビニロン、ＶＰＢ１０３×３）７５重量％、及び１．１ｄｔｅｘ×３ｍｍのポリビニルアルコール系バインダ繊維（クラレ社製、ビニロンバインダ：ＶＰＢ１０５－１×３）２５重量％を水に分散してスラリーを製造した。該スラリーを用いて、抄紙機により抄紙を行い、ヤンキー型乾燥機にて乾燥し、目付７８．０ｇ／ｍ^２、厚さ４５０μｍの基材（支持体Ｃ）を得た。

　実施例１において、支持体Ａを支持体Ｃに変え、ガラス板上に固定した支持体（支持体Ｃ）上に、塗工厚み（ガラス板上の支持体表面からの塗工厚み）を２２０μｍとして液膜を作成し、６０℃で１時間減圧乾燥した。この操作を４回繰り返し、最終的に６０℃で８時間減圧乾燥し、前記乾燥により得られた乾燥膜をガラス板から剥がした。そうすることによって、厚み５１０μｍの支持体付き乾燥膜を、電解質層として得た。このように得られた電解質膜を用いること以外、実施例１と同様にして、酸性ガス分離デバイスを製造した。なお、この電解質層に含まれる支持体の厚みが４５０μｍであった。電解質層の厚みから支持体の厚みを引いた差は６０μｍであり、電解質層の厚みに対する支持体の厚みの比は約０．９（＝４５０／５１０）であった。そして、得られた酸性ガス分離デバイスを用いて、実施例１と同様の評価を行った。この結果を表１に示す。

　［実施例１１］
　重合開始剤として、２，２’－アゾビス－２，４－ジメチルバレロニトリル５５ミリグラム（０．６７ミリモル）を用いたこと、及び、重合液を６時間反応させるのではなく、１２時間反応させたこと以外は、実施例１と同様にして、高分子量レドックス化合物を調製した。この得られた高分子量レドックス化合物の重量平均分子量は、実施例１と同様の方法により測定したところ、３１０，０００であった。また、高分子量レドックス化合物のラジカル化率は、実施例１と同様の方法により測定したところ、９７％であった。

　この得られた高分子量レドックス化合物（ラジカル化率９０％以上である高分子量レドックス化合物）を用い、支持体を使用しないこと以外、実施例１と同様にして、酸性ガス分離デバイスを製造した。電解質膜の厚みは２４μｍであった。そして、得られた酸性ガス分離デバイスを用いて、実施例１と同様の評価を行った。この結果を表１に示す。

　［比較例１］
　高分子レドックス化合物の代わりに２，２，６，６－テトラメチル－４－ピペリジニルメタクリレートを用いたこと以外は、実施例１と同様にして、酸性ガス分離デバイスを製造した。そして、得られた酸性ガス分離デバイスを用いて、実施例１と同様の評価を行った。この結果を表１に示す。

　［比較例２］
　高分子レドックス化合物の代わりに、アジピン酸ビス（２，２，６，６－テトラメチル－４－ピペリジル）を用いたこと以外は、実施例１と同様にして、酸性ガス分離デバイスを製造した。そして、得られた酸性ガス分離デバイスを用いて、実施例１と同様の評価を行った。この結果を表１に示す。

　［比較例３］
　実施例１において、過酸化水素の使用量を２０ｇとした以外は、実施例１と同様にして、高分子量レドックス化合物を調製した。この得られた高分子量レドックス化合物の重量平均分子量は、実施例１と同様の方法により測定したところ、７９，０００であった。この得られた高分子量レドックス化合物のラジカル化率は、実施例１と同様の方法により測定したところ、７８質量％であった。実施例１と同様に行った。

　この得られた高分子量レドックス化合物（ラジカル化率９０％未満である高分子量レドックス化合物）を用いた以外、実施例１と同様にして、酸性ガス分離デバイスを製造した。そして、得られた酸性ガス分離デバイスを用いて、実施例１と同様の評価を行った。この結果を表１に示す。

　［比較例４］
　実施例１において、過酸化水素の使用量を２２．５ｇとした以外は、実施例１と同様にして、高分子量レドックス化合物を調製した。この得られた高分子量レドックス化合物の重量平均分子量は、実施例１と同様の方法により測定したところ、７９，０００であった。この得られた高分子量レドックス化合物のラジカル化率は、実施例１と同様の方法により測定したところ、８９質量％であった。実施例１と同様に行った。

　なお、表１において、重量平均分子量の欄における「－」は、レドックス化合物がテトラヒドロフランに不溶のため、重量平均分子量が測定できなかったことを示す。また、ラジカル化率の欄における「－」も、ラジカル化率が測定できなかったことを示す。

　表１からわかるように、電解還元されることにより酸性ガスが吸着され、電解酸化されることにより吸着された酸性ガスが脱離される高分子量レドックス化合物を含む電解質層を、一対の電極で挟んだ酸性ガス分離デバイス（実施例１～１０）は、低分子量のレドックス化合物を用いた場合（比較例１、２）と比較して、分離を繰り返した場合であっても、酸性ガスを含む気体から酸性ガスをより分離することができた。また、実施例１～３、及び５～１０に係る酸性ガス分離デバイスは、ラジカル化率が９０％以上の高分子量レドックス化合物を用いているが、ラジカル化率が９０％未満である高分子量レドックス化合物を用いた場合（比較例３）と比較しても、ラジカル化率がわずかに９０％未満である高分子量レドックス化合物を用いた場合（比較例４）と比較しても、分離を繰り返した場合であっても、酸性ガスを含む気体から酸性ガスをより分離することができた。また、実施例５に係る酸性ガス分離デバイスは、用いた高分子量レドックス化合物の分子量が大きくなり初期の分離効率は低下したものの、ラジカル化率が９０％未満である高分子量レドックス化合物を用いた場合（比較例３、４）と比較して、初期の分離が良好であり、分離を繰り返した場合であっても、酸性ガスを含む気体から酸性ガスを比較例３、４と比較して、同程度の分離をすることができた。また、実施例４に係る酸性ガス分離デバイスは、キノン基を分子内に有する高分子量レドックス化合物を用いているが、ラジカル化率が９０％未満である高分子量レドックス化合物を用いた場合（比較例３、４）と比較して、初期の分離が良好であり、分離を繰り返した場合であっても、酸性ガスを含む気体から酸性ガスをより分離することができた。

　実施例１において、支持体を使用せずに、酸性ガス分離デバイスを作成しようとすると、好適な電解質層が得られない場合があった。具体的には、実施例１において、支持体を使用せず、アプリケーターにて厚み２００μｍの液膜をガラス板上に作製して、６０℃で８時間減圧乾燥し、前記乾燥により得られた乾燥膜をガラス板から剥がした。そうすることによって、厚み１５μｍの乾燥膜を、電解質層として得られた。その一方で、この電解質層をガラス板から剥離するときに破断する場合があった。このため、酸性ガス分離デバイスを作成するに至らなかった場合があった。このことから、支持体がなくても、酸性ガス分離デバイスを作成できる場合があるものの（この場合でも作成できる場合があり、また、例えば、前記実施例１０等も挙げられる。）、電解質層の機械的強度等の観点から、電解質層には支持体を含むことが好ましいことがわかった。なお、酸性ガス分離デバイスを作成することができた場合は、この得られた酸性ガス分離デバイスは、酸性ガスを含む気体から酸性ガスを好適に分離することができた。

　この出願は、２０２０年７月２０日に出願された日本国特許出願特願２０２０－１２３３８３を基礎とするものであり、その内容は、本願に含まれるものである。

　本発明を表現するために、上述において実施形態を通して本発明を適切且つ十分に説明したが、当業者であれば上述の実施形態を変更および／または改良することは容易に為し得ることであると認識すべきである。したがって、当業者が実施する変更形態または改良形態が、請求の範囲に記載された請求項の権利範囲を離脱するレベルのものでない限り、当該変更形態または当該改良形態は、当該請求項の権利範囲に包括されると解釈される。

　本発明によれば、酸性ガスを含む気体から酸性ガスを簡易に分離することができ、この分離を長期間にわたって繰り返しできる酸性ガス分離デバイスが提供される。また、本発明によれば、前記酸性ガス分離デバイスを備えた、空気清浄機、エアーコンディショナ、及び酸性ガス濃縮装置が提供される。

Claims

　電解質層と、
　前記電解質層を挟んで設けられた一対の電極と、
　前記一対の電極間に電圧を印加する電圧印加部とを備え、
　前記一対の電極がそれぞれ気体を透過可能な電極であり、
　前記電解質層は、ラジカル化率が９０％以上の高分子量レドックス化合物、キノン基を分子内に有する高分子量レドックス化合物、及びイミノ基を分子内に有する高分子量レドックス化合物からなる群から選ばれる少なくとも１種と、不揮発性の電解液とを含むことを特徴とする酸性ガス分離デバイス。
　前記一対の電極が、酸性ガスを含む気体から酸性ガスを取り込む側の第１電極と、前記電解質層から酸性ガスを放出する側の第２電極とからなり、
　前記電圧印加部は、前記第１電極の電位が前記第２電極の電位より低くなるように前記一対の電極間に電圧を印加する請求項１に記載の酸性ガス分離デバイス。
　前記電解質層の厚みが、１μｍ以上１，０００μｍである請求項１又は請求項２に記載の酸性ガス分離デバイス。
　前記電解質層は、支持体をさらに含む請求項１～３のいずれか１項に記載の酸性ガス分離デバイス。
　前記支持体の厚みが、１μｍ以上１，０００μｍである請求項４に記載の酸性ガス分離デバイス。
　前記電解質層の厚みから前記支持体の厚みを引いた差が、１μｍ以上５００μｍ以下である請求項４又は請求項５に記載の酸性ガス分離デバイス。
　前記電解質層の厚みに対する前記支持体の厚みの比が、０．３以上０．９９以下である請求項４～６のいずれか１項に記載の酸性ガス分離デバイス。
　前記支持体の目付が、１ｇ／ｍ^２以上５０ｇ／ｍ^２以下である請求項４～７のいずれか１項に記載の酸性ガス分離デバイス。
　前記支持体が、不織布である請求項４～８のいずれか１項に記載の酸性ガス分離デバイス。
　前記不織布を構成する繊維が、ポリオレフィン系繊維、セルロース系繊維、（メタ）アクリル系繊維、ポリビニルアルコール系繊維、ポリ塩化ビニル系繊維、ポリスチレン系繊維、ポリエステル系繊維、ポリアミド系繊維、ポリカーボネート系繊維、及びポリウレタン系繊維からなる群から選ばれる少なくとも１種を含む請求項９に記載の酸性ガス分離デバイス。
　前記高分子量レドックス化合物の重量平均分子量が、１，０００以上である請求項１～１０のいずれか１項に記載の酸性ガス分離デバイス。
　前記ラジカル化率が９０％以上の高分子量レドックス化合物は、下記式（１）で表される繰り返し単位を分子内に有する請求項１～１１のいずれか１項に記載の酸性ガス分離デバイス。

　［式（１）中、Ｒ^１は、水素原子又はメチル基を示す。］
　請求項１～１２のいずれか１項に記載の酸性ガス分離デバイスを備えた空気清浄機。
　請求項１～１２のいずれか１項に記載の酸性ガス分離デバイスを備えたエアーコンディショナ。
　請求項１～１２のいずれか１項に記載の酸性ガス分離デバイスを備えた酸性ガス濃縮装置。