WO2023047835A1 - ガス回収システム - Google Patents

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WO2023047835A1
WO2023047835A1 PCT/JP2022/030696 JP2022030696W WO2023047835A1 WO 2023047835 A1 WO2023047835 A1 WO 2023047835A1 JP 2022030696 W JP2022030696 W JP 2022030696W WO 2023047835 A1 WO2023047835 A1 WO 2023047835A1
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gas
wall surface
carbon dioxide
mixed gas
recovery
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PCT/JP2022/030696
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貴政 伊藤
優希 脇田
晃宏 水口
Original Assignee
株式会社デンソー
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Publication date
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    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
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    • B01D53/323—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by electrical effects other than those provided for in group B01D61/00 by electrostatic effects or by high-voltage electric fields
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B01D53/74—General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B32/00—Carbon; Compounds thereof
    • C01B32/50—Carbon dioxide
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B01D2257/00—Components to be removed
    • B01D2257/50—Carbon oxides
    • B01D2257/504—Carbon dioxide

Definitions

  • the present disclosure relates to a gas recovery system that recovers a recovery target gas from a mixed gas containing the recovery target gas.
  • Patent Document 1 proposes a gas recovery system that separates carbon dioxide, which is a gas to be recovered, from a mixed gas containing carbon dioxide through an electrochemical reaction.
  • the working electrode of the electrochemical cell is provided with a carbon dioxide adsorbent capable of adsorbing carbon dioxide.
  • the carbon dioxide adsorbent is an electroactive species, and by changing the potential difference between the working electrode and the counter electrode, it is possible to switch between adsorption and release of carbon dioxide by the carbon dioxide adsorbent.
  • a mixed gas is caused to flow over the surface of a plate-shaped carbon dioxide adsorbent, and the carbon dioxide contained in the mixed gas is adsorbed by the adsorbent. Therefore, if gas diffusion on the surface of the carbon dioxide adsorbent is insufficient, the uptake of carbon dioxide into the carbon dioxide adsorbent is suppressed, resulting in a decrease in adsorption performance.
  • the present disclosure aims to provide a gas recovery system capable of improving the adsorption performance of the gas to be recovered.
  • a gas recovery system is a gas recovery system that recovers a recovery target gas from a mixed gas containing the recovery target gas by an electrochemical reaction, a recovery section into which the mixed gas is introduced; an electrochemical cell disposed in the recovery unit and having a working electrode and a counter electrode containing an adsorbent capable of adsorbing a gas to be recovered; By applying a voltage between the working electrode and the counter electrode, electrons are supplied from the counter electrode to the working electrode, and the adsorbent combines with the gas to be collected as the electrons are supplied, The electrochemical cell is placed in contact with the gas to be recovered, A contact surface of the electrochemical cell that contacts the recovery target gas is provided with a wall surface forming portion having a wall surface facing the flow direction of the recovery target gas.
  • the wall surface forming portion having a wall surface facing the flow direction of the recovery target gas, the wall surface forming portion can form a vortex due to separation of the main stream of the recovery target gas.
  • diffusion of the recovery target gas can be promoted on the contact surface that comes into contact with the recovery target gas, so that the adsorption performance of the recovery target gas can be improved.
  • FIG. 1 is a conceptual diagram showing the overall configuration of a carbon dioxide recovery system according to a first embodiment
  • FIG. 1 is a perspective view showing a carbon dioxide recovery device according to a first embodiment
  • FIG. FIG. 2 is a perspective view showing a state in which a plurality of electrochemical cells are stacked according to the first embodiment
  • 1 is a perspective view showing an electrochemical cell in a first embodiment
  • FIG. 5 is an enlarged view of a V portion in FIG. 4
  • FIG. 6 is a sectional view taken along line VI-VI in FIG. 5
  • FIG. 10 is a perspective view showing a carbon dioxide recovery device in a second embodiment
  • FIG. 10 is a plan view of the contact surface of the electrochemical cell in the second embodiment, viewed from the cell lamination direction.
  • FIG. 10 is a plan view of the contact surface of the electrochemical cell in the second embodiment, viewed from the cell lamination direction.
  • FIG. 10 is a perspective view showing a contact surface of an electrochemical cell in a second embodiment
  • FIG. 11 is a plan view of the contact surface of the electrochemical cell in the third embodiment, viewed from the cell stacking direction.
  • FIG. 11 is a perspective view showing a contact surface of an electrochemical cell in a third embodiment
  • FIG. 11 is a cross-sectional view showing a contact surface of an electrochemical cell in a fourth embodiment
  • FIG. 11 is a perspective view showing a contact surface of an electrochemical cell in a fifth embodiment
  • FIG. 11 is a plan view of a part of the contact surface of the electrochemical cell in the sixth embodiment, viewed from the cell stacking direction.
  • FIG. 11 is a perspective view showing a contact surface of an electrochemical cell in a sixth embodiment;
  • the gas recovery system of the present disclosure is applied to a carbon dioxide recovery system 1 that recovers carbon dioxide from a mixed gas containing carbon dioxide. That is, the recovery target gas to be recovered by the gas recovery system is carbon dioxide.
  • the carbon dioxide recovery system 1 of this embodiment includes a carbon dioxide recovery device 10, a pump 11, a channel switching valve 12, a carbon dioxide utilization device 13, and a control device 14.
  • the carbon dioxide recovery device 10 is a recovery unit that separates and recovers carbon dioxide from the mixed gas.
  • the mixed gas for example, air or exhaust gas from an internal combustion engine can be used.
  • the mixed gas also contains gases other than carbon dioxide.
  • the carbon dioxide recovery device 10 is supplied with a mixed gas and discharges a carbon dioxide-removed gas after carbon dioxide has been recovered from the mixed gas, or carbon dioxide recovered from the mixed gas.
  • the configuration of the carbon dioxide capture device 10 will be described later in detail.
  • the pump 11 supplies the mixed gas to the carbon dioxide recovery device 10 and discharges carbon dioxide or carbon dioxide-removed gas from the carbon dioxide recovery device 10 .
  • the pump 11 is provided downstream of the carbon dioxide capture device 10 in the gas flow direction, but the pump 11 may be provided upstream of the carbon dioxide recovery device 10 in the gas flow direction.
  • the channel switching valve 12 is a three-way valve that switches the channel of the exhaust gas of the carbon dioxide capture device 10 .
  • the flow channel switching valve 12 switches the flow channel of the exhaust gas to the atmosphere side, and when carbon dioxide is discharged from the carbon dioxide recovery device 10, The exhaust gas flow path is switched to the carbon dioxide utilization device 13 side.
  • the carbon dioxide utilization device 13 is a device that utilizes carbon dioxide.
  • a storage tank that stores carbon dioxide or a conversion device that converts carbon dioxide into fuel can be used.
  • a conversion device a device that converts carbon dioxide into a hydrocarbon fuel such as methane can be used.
  • the hydrocarbon fuel may be a gaseous fuel at normal temperature and normal pressure, or a liquid fuel at normal temperature and normal pressure.
  • the control device 14 is composed of a well-known microcomputer including CPU, ROM, RAM, etc. and its peripheral circuits.
  • the control device 14 performs various calculations and processes based on control programs stored in the ROM, and controls operations of various control target devices.
  • the control device 14 of the present embodiment performs operation control of the carbon dioxide capture device 10, operation control of the pump 11, flow path switching control of the flow path switching valve 12, and the like.
  • the carbon dioxide capture device 10 of this embodiment will be described with reference to FIGS. 2 to 4.
  • FIG. 2 to 4 the gas flow direction is the direction from the front side to the back side of the page, and the cell stacking direction is the vertical direction of the page.
  • the carbon dioxide capture device 10 includes a storage section 100.
  • the housing part 100 is formed in a box shape, and can be configured using, for example, a metal material.
  • the housing portion 100 houses an electrochemical cell 101 .
  • the carbon dioxide recovery device 10 adsorbs and desorbs carbon dioxide through an electrochemical reaction in the electrochemical cell 101, and separates and recovers the carbon dioxide from the mixed gas.
  • the housing part 100 has two openings. These two openings are an introduction part 100a for introducing the mixed gas inside, and an exhaust part (not shown) for discharging the carbon dioxide removal gas and carbon dioxide from the inside.
  • the introduction part 100a introduces the mixed gas into the carbon dioxide recovery device 10 from one direction.
  • the direction of gas flow is the direction in which the mixed gas passes through the storage section 100, and is the direction from the introduction section 100a of the storage section 100 toward the discharge section.
  • the accommodating portion 100 has an introduction portion 100a on the front side in the figure and a discharge portion on the back side in the figure. Opening and closing members for opening and closing each of the introduction section 100a and the discharge section of the storage section 100 may be provided.
  • a plurality of electrochemical cells 101 are stacked and arranged inside the housing portion 100 .
  • the cell stacking direction in which the plurality of electrochemical cells 101 are stacked is a direction orthogonal to the gas flow direction.
  • Each electrochemical cell 101 is formed in a plate shape and arranged so that the plate surface intersects with the cell stacking direction.
  • FIG. 3 shows a state in which a plurality of electrochemical cells 101 are stacked.
  • FIG. 4 shows one electrochemical cell 101 .
  • the constituent elements of the electrochemical cell 101 such as the working electrode current collecting layer 103 are shown spaced apart from each other.
  • a predetermined gap is provided between adjacent electrochemical cells 101 .
  • a gap provided between adjacent electrochemical cells 101 constitutes a gas flow path 102 through which a mixed gas flows.
  • the electrochemical cell 101 includes a working electrode collector layer 103, a working electrode 104, a counter electrode collector layer 105, a counter electrode 106 and a separator 107.
  • Adjacent electrochemical cells 101 have one working electrode current collecting layer 103 and the other counter electrode current collecting layer 105 facing each other with the gas channel 102 interposed therebetween.
  • electrochemical cell 101 is provided with electrolyte 108 across working electrode 104 , counter electrode 106 and separator 107 .
  • the working electrode collector layer 103, the working electrode 104, the counter electrode collector layer 105, the counter electrode 106, and the separator 107 are each configured in a plate shape.
  • the electrochemical cell 101 is configured as a laminate in which a working electrode collector layer 103, a working electrode 104, a counter electrode collector layer 105, a counter electrode 106, and a separator 107 are laminated.
  • the direction in which the working electrode current collecting layers 103 and the like of the individual electrochemical cells 101 are stacked is the same direction as the cell stacking direction in which the plurality of electrochemical cells 101 are stacked.
  • the working electrode current collecting layer 103 is a porous conductive material having pores through which a mixed gas containing carbon dioxide can pass.
  • the working electrode current collecting layer 103 may have gas permeability and electrical conductivity, and for example, a metal material or a carbonaceous material can be used. In this embodiment, a metal porous body is used as the working electrode current collecting layer 103 .
  • the working electrode 104 contains a carbon dioxide adsorbent, a conductive substance, and a binder.
  • the carbon dioxide adsorbent, conductive substance and binder are used in the form of a mixture.
  • the carbon dioxide adsorbent is configured to be able to adsorb carbon dioxide.
  • the carbon dioxide adsorbent adsorbs carbon dioxide by receiving electrons, and desorbs the adsorbed carbon dioxide by releasing electrons.
  • Polyanthraquinone for example, can be used as the carbon dioxide adsorbent.
  • the conductive substance forms a conductive path to the carbon dioxide adsorbent.
  • Carbon materials such as carbon nanotubes, carbon black, and graphene can be used as the conductive substance.
  • the binder is provided to hold carbon dioxide adsorbents and conductive substances.
  • a conductive resin for example, can be used as the binder.
  • an epoxy resin containing Ag or the like as a conductive filler a fluororesin such as polytetrafluoroethylene (PTFE), polyvinylidene fluoride (PVDF), or the like can be used.
  • PTFE polytetrafluoroethylene
  • PVDF polyvinylidene fluoride
  • the counter electrode current collecting layer 105 is a conductive material.
  • a metal material or a carbonaceous material can be used.
  • a metal plate is used as the counter electrode collector layer 105 .
  • the counter electrode 106 contains an electroactive auxiliary material, a conductive substance, and a binder.
  • the conductive material and binder of the counter electrode 106 have the same configuration as that of the working electrode 104, so the description thereof is omitted.
  • the counter electrode 106 is made of a material containing an active material that serves as an electron donor.
  • the electroactive auxiliary material of the counter electrode 106 is an auxiliary electroactive species that exchanges electrons with the carbon dioxide adsorbent of the working electrode 104 .
  • a metal complex that enables transfer of electrons by changing the valence of metal ions can be used.
  • metal complexes include cyclopentadienyl metal complexes such as ferrocene, nickelocene and cobaltocene, and porphyrin metal complexes. These metal complexes may be polymeric or monomeric.
  • the separator 107 is arranged between the working electrode 104 and the counter electrode 106 to separate the working electrode 104 and the counter electrode 106 .
  • the separator 107 is an insulating ion-permeable membrane that prevents physical contact between the working electrode 104 and the counter electrode 106 to suppress electrical short-circuiting and allows ions to pass through.
  • a cellulose film, a polymer, a composite material of polymer and ceramic, or the like can be used as the separator 107.
  • An ionic liquid for example, can be suitably used for the electrolyte 108 .
  • An ionic liquid is a liquid salt having non-volatility under normal temperature and normal pressure.
  • the electrochemical cell 101 is provided with a power source 109 connected to the working electrode current collecting layer 103 and the counter electrode current collecting layer 105 .
  • a power supply 109 can apply a predetermined voltage to the working electrode 104 and the counter electrode 106 to change the potential difference between the working electrode 104 and the counter electrode 106 .
  • the working electrode 104 is the negative electrode and the counter electrode 106 is the positive electrode.
  • the electrochemical cell 101 switches between a carbon dioxide recovery mode in which carbon dioxide is recovered by the working electrode 104 and a carbon dioxide release mode in which carbon dioxide is released from the working electrode 104.
  • the carbon dioxide recovery mode is a charge mode in which the electrochemical cell 101 is charged
  • the carbon dioxide release mode is a discharge mode in which the electrochemical cell 101 is discharged.
  • a first voltage V1 is applied between the working electrode 104 and the counter electrode 106, and electrons are supplied from the counter electrode 106 to the working electrode 104.
  • working electrode potential At the first voltage V1, working electrode potential ⁇ counter electrode potential.
  • the first voltage V1 can be in the range of 0.5 to 2.0V, for example.
  • the carbon dioxide recovery mode since electrons are supplied from the counter electrode 106 to the working electrode 104, the carbon dioxide adsorbent bonds with carbon dioxide as the electrons are supplied.
  • the second voltage V2 is applied between the working electrode 104 and the counter electrode 106, and electrons are supplied from the working electrode 104 to the counter electrode 106.
  • the second voltage V2 is a voltage different from the first voltage V1.
  • the surface of the working electrode current collecting layer 103 is configured as a contact surface 20 that contacts the mixed gas.
  • the contact surface 20 is provided with a convex portion 22 projecting from the contact surface 20 .
  • the convex portion 22 has a wall surface 21 facing the direction of gas flow. Therefore, the convex portion 22 is a wall surface forming portion that forms the wall surface 21 .
  • the wall surface 21 facing the gas flow direction means that the wall surface 21 is not parallel to the gas flow direction. That is, the wall surface 21 is provided so as to intersect the gas flow direction. In this embodiment, the wall surface 21 is provided so as to be perpendicular to the gas flow direction.
  • the convex portion 22 is formed in a shape extending perpendicularly to the flow direction of the mixed gas introduced from the introduction portion 100a.
  • the convex portion 22 is formed in a quadrangular prism shape extending in a direction perpendicular to both the gas flow direction and the cell stacking direction (hereinafter referred to as the extending direction).
  • a plurality of protrusions 22 are arranged side by side in the gas flow direction.
  • the surface of the working electrode current collecting layer 103 in the electrochemical cell 101 is provided with the convex portion 22 having the wall surface 21 facing the gas flow direction. According to this, it is possible to form a vortex due to the separation of the main stream of the mixed gas downstream of the convex portion 22 in the gas flow. As a result, the diffusion of the mixed gas can be promoted on the contact surface 20 that contacts the mixed gas, so that the carbon dioxide adsorption performance can be improved.
  • the convex portion 22 is formed in a shape extending perpendicularly to the flow direction of the mixed gas introduced from the introduction portion 100a. According to this, the diffusion of the mixed gas can be further promoted, so that the carbon dioxide adsorption performance can be further improved.
  • FIG. 7 the arrangement of the protrusions 22 is changed from that of the first embodiment.
  • the carbon dioxide recovery device 10 includes a first introduction section 100a, a second introduction section 100b, a third It has an introduction portion 100c and a fourth introduction portion 100d.
  • the first introduction part 100a introduces the mixed gas into the storage part 100 of the carbon dioxide recovery device 10 from the first direction.
  • the second introduction part 100b introduces the mixed gas into the accommodation part 100 from the second direction.
  • the third introduction part 100c introduces the mixed gas into the accommodation part 100 from the third direction.
  • the fourth introduction part 100d introduces the mixed gas into the accommodation part 100 from the fourth direction.
  • the first to fourth directions are directions different from each other.
  • the first to fourth directions are directions perpendicular to the cell stacking direction.
  • the second direction is a direction opposite to the first direction.
  • the third direction and the fourth direction are directions orthogonal to the first direction and the second direction, respectively.
  • the third direction is a direction opposite to the fourth direction.
  • a first protrusion 22a corresponds to the first wall surface forming portion
  • a second protrusion 22b corresponds to the second wall surface forming portion
  • the first convex portion 22a is formed in a shape extending perpendicularly to the first direction.
  • a wall surface 21 (hereinafter referred to as a first wall surface 21a) of the first convex portion 22a is provided so as to come into contact with the mixed gas introduced from the first introduction portion 100a.
  • the first wall surface 21a is provided so as to be orthogonal to the first direction.
  • a plurality of first protrusions 22a are arranged side by side in the first direction.
  • the second convex portion 22b is formed in a shape extending perpendicularly to the second direction.
  • a wall surface 21 of the second convex portion 22b (hereinafter referred to as a second wall surface 21b) is provided so as to come into contact with the mixed gas introduced from the second introduction portion 100b.
  • the second wall surface 21b is provided so as to be orthogonal to the second direction.
  • a plurality of second protrusions 22b are arranged side by side in the second direction.
  • the third convex portion 22c is formed in a shape extending perpendicularly to the third direction.
  • a wall surface 21 of the third convex portion 22c (hereinafter referred to as a third wall surface 21c) is provided so as to come into contact with the mixed gas introduced from the third introduction portion 100c.
  • the third wall surface 21c is provided so as to be orthogonal to the third direction.
  • a plurality of third protrusions 22c are arranged side by side in the third direction.
  • the fourth convex portion 22d is formed in a shape extending perpendicularly to the fourth direction.
  • a wall surface 21 of the fourth convex portion 22d (hereinafter referred to as a fourth wall surface 21d) is provided so as to come into contact with the mixed gas introduced from the fourth introduction portion 100d.
  • the fourth wall surface 21d is provided so as to be orthogonal to the fourth direction.
  • a plurality of fourth protrusions 22d are arranged side by side in the fourth direction.
  • the carbon dioxide recovery system 1 of the present embodiment has the first to fourth convex portions 22a to 22d as the convex portion 22.
  • Each of the projections 22a to 22d is formed in a shape extending perpendicularly to each corresponding one of the first to fourth directions. According to this, diffusion of the mixed gas introduced from the first to fourth introduction portions 100a to 100d can be promoted by the first to fourth protrusions 22a to 22d. Therefore, even in the carbon dioxide recovery system 1 in which the mixed gas is introduced from a plurality of inlets 100a to 100d, the carbon dioxide adsorption performance can be reliably improved.
  • FIG. 10 the shape of the convex portion 22 is changed with respect to the first embodiment.
  • the projections 22 are formed in a circular shape when viewed from the cell stacking direction. Therefore, the wall surface 21 of the projection 22 has a curved surface. By providing such convex portions 22, it is possible to reliably improve the carbon dioxide adsorption performance even in the carbon dioxide recovery system 1 in which the mixed gas is introduced from all directions.
  • the projections 22 are formed in a triangular prism shape extending in the extension direction.
  • the convex portion 22 has a wall surface 21 and a downstream surface 23 arranged downstream of the wall surface 21 in the gas flow direction.
  • the angle ⁇ 1 formed between the wall surface 21 and the gas flow direction is smaller than the angle ⁇ 2 formed between the downstream surface 23 and the gas flow direction.
  • the pressure loss of the mixed gas flow can be reduced by reducing the angle ⁇ 1 formed by the wall surface 21 and the gas flow direction. As a result, it is possible to suppress the energy efficiency of the pump 11 from deteriorating. Further, by increasing the angle ⁇ 2 between the downstream surface 23 and the gas flow direction, the gas flow toward the contact surface 20 can be ensured. As a result, the carbon dioxide adsorption performance can be improved.
  • the contact surface 20 is provided with a plurality of protrusions 22 .
  • a plurality of protrusions 22 are arranged side by side in each of the gas flow direction and the extending direction.
  • the contact surface 20 is provided with a convex portion 22 and a flat portion 201 on which the convex portion 22 is not formed.
  • the convex portions 22 and the flat portions 201 are alternately arranged in the extending direction.
  • the flat portion 201 constitutes a gap through which the mixed gas flows (that is, a gas flow path).
  • the carbon dioxide recovery system of this embodiment since there is a portion where the flat portion 201 is arranged in the flow direction of the mixed gas, it is possible to reduce the pressure loss of the mixed gas flow.
  • the protrusions 22 can promote the diffusion of the mixed gas. Therefore, the carbon dioxide adsorption performance can be improved while reducing the pressure loss of the mixed gas flow.
  • the plurality of projections 22 are arranged in a zigzag pattern. According to this, it is possible to eliminate the flow of the mixed gas passing straight through the projections 22, so that the effect of diffusing the mixed gas by the projections 22 can be obtained more reliably.
  • gas recovery system of the present disclosure is applied to the carbon dioxide recovery system 1 that recovers carbon dioxide from a mixed gas, but it is not limited to this aspect.
  • the gas recovery system of the present disclosure may be applied to a configuration for recovering a specific type of gas other than carbon dioxide from mixed gas.
  • the wall surfaces 21 of the projections 22 were provided so as to be orthogonal to the gas flow direction. It does not have to be orthogonal.
  • the protrusions 22 are provided on the surface of the working electrode current collecting layer 103 , but the locations at which the protrusions 22 are provided are not limited to this mode.
  • the protrusions 22 may be provided on the surface of the counter electrode current collecting layer 105 .
  • the wall surface forming portion is not limited to this aspect.
  • a recess formed by recessing a portion of the contact surface 20 may be employed, and the wall surface 21 may be formed by the recess.
  • the first to fourth introduction portions 100a to 100d for introducing the mixed gas from the first to fourth directions into the storage portion 100 are provided, and the first to fourth directions are provided.
  • the first to fourth directions are provided.
  • an example in which the first to fourth protrusions 22a to 22d formed in a shape extending perpendicularly to each corresponding direction has been described.
  • the configurations of the introduction portions 100a to 100d and the convex portions 22a to 22d are not limited to this aspect.
  • first and second introduction portions 100a and 100b for introducing the mixed gas from the first and second directions are provided to the storage portion 100, and the gas mixture is perpendicular to each corresponding direction of the first and second directions.
  • First and second protrusions 22a and 22b formed in a shape extending inward may be provided.
  • first to third introduction parts 100a to 100c for introducing the mixed gas from the first to third directions are provided to the storage part 100, and are perpendicular to each corresponding direction among the first to third directions.
  • First to third protrusions 22a to 22c formed in a shape extending in a direction may be provided.
  • first to N-th introduction parts for introducing the mixed gas from the first to N-th (N is an integer of 5 or more) directions are provided to the storage part 100, and each corresponding one of the first to N-th directions is provided.
  • First to N-th protrusions formed in a shape extending perpendicularly to the direction may be provided.

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Abstract

電気化学反応によって回収対象ガスを含有する混合ガスから回収対象ガスを回収するガス回収システムは、回収部（１０）および電気化学セル（１０１）を備える。回収部（１０１）は混合ガスが導入される。電気化学セル（１０１）は、回収部（１０）内に配置されるとともに、回収対象ガスを吸着可能な吸着材を含む作用極（１０４）と対極（１０６）とを有する。作用極（１０４）と対極（１０６）との間に電圧が印加されることで、対極（１０６）から作用極（１０４）に電子が供給される。吸着材は、電子が供給されることに伴って回収対象ガスと結合する。電気化学セル（１０１）は、回収対象ガスと接触するように配置されている。電気化学セル（１０１）における回収対象ガスと接触する接触面（２０）には、回収対象ガスの流れ方向に対向する壁面（２１）を有する壁面形成部（２２）が設けられている。

Description

ガス回収システム 関連出願の相互参照
　本出願は、２０２１年９月２４日に出願された日本特許出願２０２１－１５５２９６号に基づくもので、ここにその記載内容を援用する。
　本開示は、回収対象ガスを含有する混合ガスから回収対象ガスを回収するガス回収システムに関する。
　特許文献１では、電気化学反応によって、二酸化炭素が含まれる混合ガスから回収対象ガスである二酸化炭素を分離するガス回収システムが提案されている。特許文献１のガス回収システムでは、電気化学セルの作用極に二酸化炭素を吸着可能な二酸化炭素吸着材が設けられている。二酸化炭素吸着材は電気活性種であり、作用極と対極の間の電位差を変化させることで、二酸化炭素吸着材による二酸化炭素の吸着と放出を切り替えることができる。
特表２０１８－５３３４７０号公報
　上記特許文献１のガス回収システムでは、板状に形成された二酸化炭素吸着材の表面に混合ガスを流し、混合ガスに含まれる二酸化炭素を吸着材に吸着させている。このため、二酸化炭素吸着材の表面でのガス拡散が十分でない場合、二酸化炭素吸着材への二酸化炭素の取込が抑制され、吸着性能が低下してしまう。
　また、二酸化炭素吸着材表面を流れる混合ガスの圧力損失が大きい場合、二酸化炭素の吸着前と吸着後のガス交換が抑制されるため、吸着性能が低下するおそれがある。
　本開示は、上記点に鑑みて、回収対象ガスの吸着性能を向上させることができるガス回収システムを提供することを目的とする。
　上記目的を達成するため、本開示の一態様に係るガス回収システムは、電気化学反応によって回収対象ガスを含有する混合ガスから回収対象ガスを回収するガス回収システムにおいて、
　混合ガスが導入される回収部と、
　回収部内に配置されるとともに、回収対象ガスを吸着可能な吸着材を含む作用極と対極とを有する電気化学セルと、を備え、
　作用極と対極との間に電圧が印加されることで、対極から作用極に電子が供給され、吸着材は電子が供給されることに伴って回収対象ガスと結合し、
　電気化学セルは、回収対象ガスと接触するように配置されており、
　電気化学セルにおける回収対象ガスと接触する接触面には、回収対象ガスの流れ方向に対向する壁面を有する壁面形成部が設けられている。
　これによれば、回収対象ガスの流れ方向に対向する壁面を有する壁面形成部を設けることで、壁面形成部により、回収対象ガスの主流の剥離による渦を形成することができる。その結果、回収対象ガスと接触する接触面において、回収対象ガスの拡散を促進できるので、回収対象ガスの吸着性能を向上させることができる。
第１実施形態の二酸化炭素回収システムの全体構成を示す概念図である。 第１実施形態における二酸化炭素回収装置を示す斜視図である。 第１実施形態における複数の電気化学セルが積層された状態を示す斜視図である。 第１実施形態における電気化学セルを示す斜視図である。 図４のＶ部拡大図である。 図５のＶＩ－ＶＩ断面図である。 第２実施形態における二酸化炭素回収装置を示す斜視図である。 第２実施形態における電気化学セルの接触面をセル積層方向から見た平面図である。 第２実施形態における電気化学セルの接触面を示す斜視図である。 第３実施形態における電気化学セルの接触面をセル積層方向から見た平面図である。 第３実施形態における電気化学セルの接触面を示す斜視図である。 第４実施形態における電気化学セルの接触面を示す断面図である。 第５実施形態における電気化学セルの接触面を示す斜視図である。 第６実施形態における電気化学セルの接触面の一部をセル積層方向から見た平面図である。 第６実施形態における電気化学セルの接触面を示す斜視図である。
　以下に、図面を参照しながら本開示を実施するための複数の形態を説明する。各実施形態において先行する実施形態で説明した事項に対応する部分には同一の参照符号を付して重複する説明を省略する場合がある。各実施形態において構成の一部のみを説明している場合は、構成の他の部分については先行して説明した他の実施形態を適用することができる。各実施形態で具体的に組合せが可能であることを明示している部分同士の組合せばかりではなく、特に組合せに支障が生じなければ、明示してなくとも実施形態同士を部分的に組み合せることも可能である。
　（第１実施形態）
　以下、本開示の第１実施形態について図面を用いて説明する。本実施形態では、本開示のガス回収システムを、二酸化炭素を含有する混合ガスから二酸化炭素を回収する二酸化炭素回収システム１に適用している。つまり、ガス回収システムの回収対象である回収対象ガスは、二酸化炭素である。
　図１に示すように、本実施形態の二酸化炭素回収システム１は、二酸化炭素回収装置１０、ポンプ１１、流路切替弁１２、二酸化炭素利用装置１３および制御装置１４を備えている。
　二酸化炭素回収装置１０は、混合ガスから二酸化炭素を分離して回収する回収部である。混合ガスは、例えば大気や内燃機関の排気ガスを用いることができる。混合ガスは、二酸化炭素以外のガスも含有している。二酸化炭素回収装置１０は、混合ガスが供給され、混合ガスから二酸化炭素が回収された後の二酸化炭素除去ガス、あるいは混合ガスから回収した二酸化炭素を排出する。二酸化炭素回収装置１０の構成については、後で詳細に説明する。
　ポンプ１１は、混合ガスを二酸化炭素回収装置１０に供給し、二酸化炭素または二酸化炭素除去ガスを二酸化炭素回収装置１０から排出する。図１に示す例では、二酸化炭素回収装置１０のガス流れ方向の下流側にポンプ１１が設けられているが、二酸化炭素回収装置１０のガス流れ上流側にポンプ１１が設けられていてもよい。
　流路切替弁１２は、二酸化炭素回収装置１０の排出ガスの流路を切り替える三方弁である。流路切替弁１２は、二酸化炭素回収装置１０から二酸化炭素除去ガスが排出される場合は、排出ガスの流路を大気側に切り替え、二酸化炭素回収装置１０から二酸化炭素が排出される場合は、排出ガスの流路を二酸化炭素利用装置１３側に切り替える。
　二酸化炭素利用装置１３は、二酸化炭素を利用する装置である。二酸化炭素利用装置１３としては、例えば二酸化炭素を貯蔵する貯蔵タンクや二酸化炭素を燃料に変換する変換装置を用いることができる。変換装置は、二酸化炭素をメタン等の炭化水素燃料に変換する装置を用いることができる。炭化水素燃料は、常温常圧で気体の燃料であってもよく、常温常圧で液体の燃料であってもよい。
　制御装置１４は、ＣＰＵ、ＲＯＭおよびＲＡＭ等を含む周知のマイクロコンピュータとその周辺回路から構成されている。制御装置１４は、ＲＯＭ内に記憶された制御プログラムに基づいて各種演算、処理を行い、各種制御対象機器の作動を制御する。本実施形態の制御装置１４は、二酸化炭素回収装置１０の作動制御、ポンプ１１の作動制御、流路切替弁１２の流路切替制御等を行う。
　次に、本実施形態の二酸化炭素回収装置１０を図２～図４を用いて説明する。図２～図４において、紙面手前から紙面奥側に向かう方向がガス流れ方向であり、紙面上下方向がセル積層方向である。
　図２に示すように、二酸化炭素回収装置１０は、収容部１００を備えている。収容部１００は、箱状に形成されており、例えば金属材料を用いて構成することができる。収容部１００には、電気化学セル１０１が収容されている。二酸化炭素回収装置１０は、電気化学セル１０１の電気化学反応によって二酸化炭素の吸着および脱離を行い、混合ガスから二酸化炭素を分離して回収する。
　収容部１００は、２つの開口部を有している。これら２つの開口部は、混合ガスを内部に導入させる導入部１００ａと、二酸化炭素除去ガスや二酸化炭素を内部から排出させる排出部（図示せず）である。導入部１００ａは、二酸化炭素回収装置１０に対して混合ガスを一方向から導入する。ガス流れ方向は、混合ガスが収容部１００を通過する際の流れ方向であり、収容部１００の導入部１００ａから排出部に向かう方向である。
　図２において、混合ガスは、紙面手前側から紙面奥側に向かって流れるようになっている。このため、収容部１００は、図中の手前側が導入部１００ａとなっており、図中の奥側が排出部となっている。なお、収容部１００の導入部１００ａおよび排出部には、それぞれを開閉する開閉部材を設けてもよい。
　図２に示すように、収容部１００の内部には、複数の電気化学セル１０１が積層して配置されている。複数の電気化学セル１０１が積層されているセル積層方向は、ガス流れ方向に直交する方向となっている。個々の電気化学セル１０１は板状に構成されており、板面がセル積層方向と交わるように配置されている。
　図３は、複数の電気化学セル１０１が積層された状態を示している。図４は、１個の電気化学セル１０１を示している。図４では、作用極集電層１０３などの電気化学セル１０１の構成要素を、それぞれ間隔を設けて図示しているが、実際はこれらの構成要素は接するように積層して配置されている。
　図３に示すように、隣接する電気化学セル１０１の間には、所定の隙間が設けられている。隣接する電気化学セル１０１の間に設けられた隙間は、混合ガスが流れるガス流路１０２を構成している。
　図３および図４に示すように、電気化学セル１０１は、作用極集電層１０３、作用極１０４、対極集電層１０５、対極１０６およびセパレータ１０７を備えている。隣り合う電気化学セル１０１は、ガス流路１０２を挟んで一方の作用極集電層１０３と他方の対極集電層１０５が対向している。図４に示すように、電気化学セル１０１には、電解質１０８が作用極１０４、対極１０６およびセパレータ１０７にまたがるように設けられている。
　作用極集電層１０３、作用極１０４、対極集電層１０５、対極１０６、セパレータ１０７は、それぞれ板状に構成されている。電気化学セル１０１は、作用極集電層１０３、作用極１０４、対極集電層１０５、対極１０６、セパレータ１０７が積層された積層体として構成されている。個々の電気化学セル１０１の作用極集電層１０３等が積層されている方向と、複数の電気化学セル１０１が積層されているセル積層方向は、同一方向である。
　作用極集電層１０３は、二酸化炭素を含んだ混合ガスが通過可能な孔を有する多孔質の導電性材料である。作用極集電層１０３としては、ガス透過性と導電性を有していればよく、例えば金属材料や炭素質材料を用いることができる。本実施形態では、作用極集電層１０３として金属多孔質体を用いている。
　作用極１０４は、二酸化炭素吸着材、導電性物質、バインダを含んでいる。二酸化炭素吸着材、導電性物質およびバインダは、混合物の状態で用いられる。
　二酸化炭素吸着材は、二酸化炭素を吸着可能に構成されている。二酸化炭素吸着材は、電子を受け取ることで二酸化炭素を吸着し、電子を放出することで吸着していた二酸化炭素を脱離する。二酸化炭素吸着材としては、例えばポリアントラキノンを用いることができる。
　導電性物質は、二酸化炭素吸着材への導電路を形成する。導電性物質としては、例えばカーボンナノチューブ、カーボンブラック、グラフェン等の炭素材料を用いることができる。
　バインダは、二酸化炭素吸着材や導電性物質を保持するために設けられている。バインダとしては、例えば導電性樹脂を用いることができる。導電性樹脂としては、導電性フィラーとしてＡｇ等を含有するエポキシ樹脂やポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）等のフッ素樹脂等を用いることができる。
　対極集電層１０５は導電性材料である。対極集電層１０５としては、例えば金属材料や炭素質材料を用いることができる。本実施形態では、対極集電層１０５として金属板を用いている。
　対極１０６は、電気活性補助材、導電性物質、バインダを含んでいる。対極１０６の導電性物質、バインダは、作用極１０４と同様の構成であるので説明を省略する。本実施形態では、対極１０６は、電子供与剤となる活物質を有する材質で構成されている。
　対極１０６の電気活性補助材は、作用極１０４の二酸化炭素吸着材との間で電子の授受を行う補助的な電気活性種である。電気活性補助材としては、例えば金属イオンの価数が変化することで、電子の授受を可能とする金属錯体を用いることができる。このような金属錯体としては、フェロセン、ニッケロセン、コバルトセン等のシクロペンタジエニル金属錯体、あるいはポルフィリン金属錯体等を挙げることができる。これらの金属錯体は、ポリマーでもモノマーでもよい。
　セパレータ１０７は、作用極１０４と対極１０６の間に配置されており、作用極１０４と対極１０６を分離している。セパレータ１０７は、作用極１０４と対極１０６の物理的な接触を防いで電気的短絡を抑制するとともに、イオンを透過させる絶縁性イオン透過膜である。セパレータ１０７としては、セルロース膜やポリマー、ポリマーとセラミックの複合材料等を用いることができる。
　電解質１０８は、例えばイオン液体を好適に用いることができる。イオン液体は、常温常圧下で不揮発性を有する液体の塩である。
　電気化学セル１０１には、作用極集電層１０３と対極集電層１０５に接続された電源１０９が設けられている。電源１０９は、作用極１０４と対極１０６に所定の電圧を印加し、作用極１０４と対極１０６の電位差を変化させることができる。作用極１０４は負極であり、対極１０６は正極である。
　電気化学セル１０１は、作用極１０４と対極１０６の電位差を変化させることで、作用極１０４で二酸化炭素を回収する二酸化炭素回収モードと、作用極１０４から二酸化炭素を放出する二酸化炭素放出モードを切り替えて作動することができる。二酸化炭素回収モードは電気化学セル１０１を充電する充電モードであり、二酸化炭素放出モードは電気化学セル１０１を放電する放電モードである。
　二酸化炭素回収モードでは、作用極１０４と対極１０６の間に第１電圧Ｖ１が印加され、対極１０６から作用極１０４に電子が供給される。第１電圧Ｖ１では、作用極電位＜対極電位となっている。第１電圧Ｖ１は、例えば０．５～２．０Ｖの範囲内とすることができる。なお、二酸化炭素回収モードでは、対極１０６から作用極１０４に電子が供給されるため、二酸化炭素吸着材は電子が供給されることに伴って二酸化炭素と結合する。
　二酸化炭素放出モードでは、作用極１０４と対極１０６の間に第２電圧Ｖ２が印加され、作用極１０４から対極１０６に電子が供給される。第２電圧Ｖ２は、第１電圧Ｖ１と異なる電圧である。第２電圧Ｖ２は、第１電圧Ｖ１より低い電圧であればよく、作用極電位と対極電位の大小関係は限定されない。つまり、二酸化炭素放出モードでは、作用極電位＜対極電位でもよく、作用極電位＝対極電位でもよく、作用極電位＞対極電位でもよい。
　図５および図６に示すように、作用極集電層１０３の表面は、混合ガスと接触する接触面２０として構成されている。接触面２０には、接触面２０から突出する凸部２２が設けられている。凸部２２は、ガス流れ方向に対向する壁面２１を有している。したがって、凸部２２は、壁面２１を形成する壁面形成部である。
　なお、壁面２１がガス流れ方向に対向するとは、壁面２１がガス流れ方向に平行でないことを意味している。すなわち、壁面２１は、ガス流れ方向と交わるように設けられている。本実施形態では、壁面２１は、ガス流れ方向と直交するように設けられている。
　凸部２２は、導入部１００ａから導入された混合ガスの流れ方向に対して垂直に延びる形状に形成されている。本実施形態では、凸部２２は、ガス流れ方向およびセル積層方向の双方に直交する方向（以下、延伸方向という）に延びる四角柱状に形成されている。凸部２２は、ガス流れ方向に複数並んで配置されている。
　以上説明したように、本実施形態の二酸化炭素回収システム１では、電気化学セル１０１における作用極集電層１０３の表面に、ガス流れ方向に対向する壁面２１を有する凸部２２を設けている。これによれば、凸部２２のガス流れ下流側に、混合ガスの主流の剥離による渦を形成することができる。その結果、混合ガスと接触する接触面２０において、混合ガスの拡散を促進できるので、二酸化炭素の吸着性能を向上させることができる。
　また、本実施形態では、凸部２２を、導入部１００ａから導入された混合ガスの流れ方向に対して垂直に延びる形状に形成している。これによれば、混合ガスの拡散をより促進できるので、二酸化炭素の吸着性能をさらに向上させることができる。
　（第２実施形態）
　次に、本開示の第２実施形態について図７～図９に基づいて説明する。本実施形態では、第１実施形態に対して、凸部２２の配置を変更している。
　図７に示すように、本実施形態の二酸化炭素回収システム１では、二酸化炭素回収装置１０は、収容部１００に対して混合ガスを導入する第１導入部１００ａ、第２導入部１００ｂ、第３導入部１００ｃおよび第４導入部１００ｄを備えている。
　第１導入部１００ａは、二酸化炭素回収装置１０の収容部１００に対して混合ガスを第１方向から導入する。第２導入部１００ｂは、収容部１００に対して混合ガスを第２方向から導入する。第３導入部１００ｃは、収容部１００に対して混合ガスを第３方向から導入する。第４導入部１００ｄは、収容部１００に対して混合ガスを第４方向から導入する。
　第１方向～第４方向は、互いに異なる方向である。第１方向～第４方向は、それぞれ、セル積層方向に直交する方向である。本実施形態では、第２方向は、第１方向と対向する方向である。第３方向および第４方向は、第１方向および第２方向のそれぞれに対して直交する方向である。第３方向は、第４方向と対向する方向である。
　図８および図９に示すように、本実施形態では、凸部２２として、第１凸部２２ａ、第２凸部２２ｂ、第３凸部２２ｃおよび第４凸部２２ｄが設けられている。第１凸部２２ａは第１壁面形成部に相当し、第２凸部２２ｂは第２壁面形成部に相当する。
　第１凸部２２ａは、第１方向に対して垂直に延びる形状に形成されている。第１凸部２２ａの壁面２１（以下、第１壁面２１ａという）は、第１導入部１００ａから導入された混合ガスと接触するように設けられている。本実施形態では、第１壁面２１ａは、第１方向に直交するように設けられている。第１凸部２２ａは、第１方向に複数並んで配置されている。
　第２凸部２２ｂは、第２方向に対して垂直に延びる形状に形成されている。第２凸部２２ｂの壁面２１（以下、第２壁面２１ｂという）は、第２導入部１００ｂから導入された混合ガスと接触するように設けられている。本実施形態では、第２壁面２１ｂは、第２方向に直交するように設けられている。第２凸部２２ｂは、第２方向に複数並んで配置されている。
　第３凸部２２ｃは、第３方向に対して垂直に延びる形状に形成されている。第３凸部２２ｃの壁面２１（以下、第３壁面２１ｃという）は、第３導入部１００ｃから導入された混合ガスと接触するように設けられている。本実施形態では、第３壁面２１ｃは、第３方向に直交するように設けられている。第３凸部２２ｃは、第３方向に複数並んで配置されている。
　第４凸部２２ｄは、第４方向に対して垂直に延びる形状に形成されている。第４凸部２２ｄの壁面２１（以下、第４壁面２１ｄという）は、第４導入部１００ｄから導入された混合ガスと接触するように設けられている。本実施形態では、第４壁面２１ｄは、第４方向に直交するように設けられている。第４凸部２２ｄは、第４方向に複数並んで配置されている。
　以上説明したように、本実施形態の二酸化炭素回収システム１では、凸部２２として、第１～第４凸部２２ａ～２２ｄを有している。各凸部２２ａ～２２ｄは、第１～第４方向のうち対応する各方向に対して垂直に延びる形状に形成されている。これによれば、第１～第４導入部１００ａ～１００ｄから導入された混合ガスの各々に対して、第１～第４凸部２２ａ～２２ｄによって混合ガスの拡散を促進できる。したがって、複数の導入部１００ａ～１００ｄから混合ガスが導入される二酸化炭素回収システム１においても、二酸化炭素の吸着性能を確実に向上させることができる。
　（第３実施形態）
　次に、本開示の第３実施形態について図１０および図１１に基づいて説明する。本実施形態では、第１実施形態に対して、凸部２２の形状を変更している。
　図１０および図１１に示すように、本実施形態の二酸化炭素回収システム１では、凸部２２は、セル積層方向から見たときに円形状に形成されている。このため、凸部２２の壁面２１は、曲面を有している。このような凸部２２を設けることで、あらゆる方向から混合ガスが導入される二酸化炭素回収システム１においても、二酸化炭素の吸着性能を確実に向上させることができる。
　（第４実施形態）
　次に、本開示の第４実施形態について図１２に基づいて説明する。本実施形態では、第１実施形態に対して、凸部２２の形状を変更している。
　図１２に示すように、本実施形態の二酸化炭素回収システム１では、凸部２２は、延伸方向に延びる三角柱状に形成されている。凸部２２は、壁面２１と、壁面２１よりガス流れ方向下流側に配置される下流面２３と、を有している。壁面２１とガス流れ方向との成す角度θ１は、下流面２３とガス流れ方向との成す角度θ２よりも小さい。
　本実施形態の二酸化炭素回収システムによれば、壁面２１とガス流れ方向との成す角度θ１を小さくすることで、混合ガス流れの圧力損失を低下させることができる。その結果、ポンプ１１のエネルギ効率が低下することを抑制できる。また、下流面２３とガス流れ方向との成す角度θ２を大きくすることで、接触面２０に向かうガス流れを確保することができる。その結果、二酸化炭素の吸着性能を向上させることができる。
　（第５実施形態）
　次に、本開示の第５実施形態について図１３に基づいて説明する。本実施形態では、第１実施形態に対して、凸部２２の形状を変更している。
　図１３に示すように、本実施形態の二酸化炭素回収システム１では、接触面２０には、凸部２２が複数設けられている。凸部２２は、ガス流れ方向および延伸方向のそれぞれに複数並んで配置されている。
　接触面２０には、凸部２２と、凸部２２が形成されていない平面部２０１とが設けられている。凸部２２と平面部２０１とは、延伸方向に交互に配置されている。平面部２０１は、混合ガスが流れる隙間（すなわち、ガス流路）を構成している。
　本実施形態の二酸化炭素回収システムによれば、混合ガスの流れ方向に対して平面部２０１が配置されている箇所があるため、混合ガス流れの圧力損失を低下させることができる。一方、凸部２２においては、混合ガスの拡散を促進することができる。したがって、混合ガス流れの圧力損失を低下させつつ、二酸化炭素の吸着性能を向上させることができる。
　（第６実施形態）
　次に、本開示の第６実施形態について図１４および図１５に基づいて説明する。本実施形態では、第５実施形態に対して、凸部２２の配置を変更している。
　図１４および図１５に示すように、本実施形態の二酸化炭素回収システム１では、複数の凸部２２は、千鳥状に配置されている。これによれば、直線的に凸部２２をすり抜ける混合ガスの流れを無くすことができるので、凸部２２による混合ガスの拡散効果をより確実に得ることができる。
　本開示は上述の実施形態に限定されることなく、本開示の趣旨を逸脱しない範囲内で、以下のように種々変形可能である。
　（１）上述した実施形態では、本開示のガス回収システムを、混合ガスから二酸化炭素を回収する二酸化炭素回収システム１に適用した例について説明したが、この態様に限定されない。本開示のガス回収システムを、混合ガスから二酸化炭素以外の特定種類のガスを回収する構成に適用してもよい。
　（２）上述した第１～３、５、６実施形態では、凸部２２の壁面２１を、ガス流れ方向に直交するように設けた例について説明したが、壁面２１は、必ずしもガス流れ方向に直交していなくてもよい。
　（３）上述した実施形態では、凸部２２を作用極集電層１０３の表面に設けた例について説明したが、凸部２２の設置箇所はこの態様に限定されない。例えば、凸部２２を、対極集電層１０５の表面に設けてもよい。
　（４）上述した実施形態では、壁面形成部として、接触面２０から突出する凸部２２を採用した例について説明したが、壁面形成部はこの態様に限定されない。例えば、壁面形成部として、接触面２０の一部を凹ませた凹部を採用するとともに、凹部により壁面２１を形成してもよい。
　（５）上述した第２実施形態では、収容部１００に対して混合ガスを第１～第４方向から導入する第１～第４導入部１００ａ～１００ｄを設けるとともに、第１～第４方向のうち対応する各方向に対して垂直に延びる形状に形成された第１～第４凸部２２ａ～２２ｄを設けた例について説明した。しかしながら、導入部１００ａ～１００ｄおよび凸部２２ａ～２２ｄの構成はこの態様に限定されない。
　例えば、収容部１００に対して混合ガスを第１、第２方向から導入する第１、第２導入部１００ａ、１００ｂを設けるとともに、第１、第２方向のうち対応する各方向に対して垂直に延びる形状に形成された第１、第２凸部２２ａ、２２ｂを設けてもよい。また、収容部１００に対して混合ガスを第１～第３方向から導入する第１～第３導入部１００ａ～１００ｃを設けるとともに、第１～第３方向のうち対応する各方向に対して垂直に延びる形状に形成された第１～第３凸部２２ａ～２２ｃを設けてもよい。さらに、収容部１００に対して混合ガスを第１～第Ｎ（Ｎは５以上の整数）方向から導入する第１～第Ｎ導入部を設けるとともに、第１～第Ｎ方向のうち対応する各方向に対して垂直に延びる形状に形成された第１～第Ｎ凸部を設けてもよい。
　本開示は、実施例に準拠して記述されたが、本開示は当該実施例や構造に限定されるものではないと理解される。本開示は、様々な変形例や均等範囲内の変形をも包含する。加えて、様々な組み合わせや形態、さらには、それらに一要素のみ、それ以上、あるいはそれ以下、を含む他の組み合わせや形態をも、本開示の範疇や思想範囲に入るものである。

Claims (8)

  1. 　電気化学反応によって回収対象ガスを含有する混合ガスから前記回収対象ガスを回収するガス回収システムであって、
    　前記混合ガスが導入される回収部（１０）と、
    　前記回収部内に配置されるとともに、前記回収対象ガスを吸着可能な吸着材を含む作用極（１０４）と対極（１０６）とを有する電気化学セル（１０１）と、を備え、
    　前記作用極と前記対極との間に電圧が印加されることで、前記対極から前記作用極に電子が供給され、前記吸着材は電子が供給されることに伴って前記回収対象ガスと結合し、
    　前記電気化学セルは、前記回収対象ガスと接触するように配置されており、
    　前記電気化学セルにおける前記回収対象ガスと接触する接触面（２０）には、前記回収対象ガスの流れ方向に対向する壁面（２１）を有する壁面形成部（２２）が設けられているガス回収システム。
  2. 　さらに、前記回収部に対して前記混合ガスを一方向から導入する導入部（１００ａ）を備え、
    　前記壁面形成部は、前記導入部から導入された前記混合ガスの流れ方向に対して垂直に延びる形状に形成されている請求項１に記載のガス回収システム。
  3. 　さらに、前記回収部に対して前記混合ガスを第１方向から導入する第１導入部（１００ａ）と、
    　前記回収部に対して前記混合ガスを第１方向とは異なる第２方向から導入する第２導入部（１００ｂ）と、を備え、
    　前記壁面形成部として、
    　前記第１方向に対して垂直に延びる形状に形成された第１壁面形成部（２２ａ）と、
    　前記第２方向に対して垂直に延びる形状に形成された第２壁面形成部（２２ｂ）と、が設けられており、
    　前記第１壁面形成部の前記壁面は、前記第１導入部から導入された前記混合ガスと接触するように設けられており、
    　前記第２壁面形成部の前記壁面は、前記第２導入部から導入された前記混合ガスと接触するように設けられている請求項１に記載のガス回収システム。
  4. 　前記壁面は、曲面を有する請求項１に記載のガス回収システム。
  5. 　前記壁面形成部は、前記壁面と、前記壁面より前記混合ガスの流れ方向下流側に配置される下流面（２３）と、を有しており、
    　前記壁面と前記混合ガスの流れ方向との成す角度（θ１）が、前記下流面と前記混合ガスの流れ方向との成す角度（θ２）よりも小さい請求項１に記載のガス回収システム。
  6. 　前記接触面には、前記壁面形成部と、前記壁面形成部が形成されていない平面部（２０１）とが設けられている請求項１に記載のガス回収システム。
  7. 　前記接触面には、前記壁面形成部が複数設けられており、
    　複数の前記壁面形成部は、千鳥状に配置されている請求項６に記載のガス回収システム。
  8. 　前記回収対象ガスは、二酸化炭素である請求項１ないし７のいずれか１つに記載のガス回収システム。
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