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空気由来の二酸化炭素の吸収剤及び発生剤 NEW 新技術説明会

国内特許コード P170014039
整理番号 (S2015-1869-N0/P15-027)
掲載日 2017年4月11日
出願番号 特願2016-147414
公開番号 特開2017-031046
出願日 平成28年7月27日(2016.7.27)
公開日 平成29年2月9日(2017.2.9)
優先権データ
  • 特願2015-149320 (2015.7.29) JP
発明者
  • 稲垣 冬彦
  • 向 智里
  • 岡田 泰彦
  • 松本 千明
  • 山田 将之
  • 中澤 研太
出願人
  • 国立大学法人金沢大学
発明の名称 空気由来の二酸化炭素の吸収剤及び発生剤 NEW 新技術説明会
発明の概要 【課題】本発明は、空気中から二酸化炭素を効率よく吸収、固定化し、当該固定化された二酸化炭素を適時に適量だけ放出させて炭素源として利用することが可能な二酸化炭素発生剤、及びそれを用いる空気由来の二酸化炭素の発生方法を提供することを目的とする。
【解決手段】本発明は、ヒドロキシ基又は置換されていてもよいアミノ基で置換されたアルキルアミンを含有してなる、空気中の二酸化炭素の吸収剤、式(I):




(式中、各記号は本明細書中で定義した通りである。)で表される化合物を含有してなる、二酸化炭素発生剤、及び該二酸化炭素発生剤からの二酸化炭素の発生方法に関する。
【選択図】なし
従来技術、競合技術の概要


最近、地球環境保護の観点から、温室効果ガスである二酸化炭素の排出削減について活発な議論がなされているが、真に効果的な解決策は未だ見出されていない。その解決策として、火力発電所等から排出される排ガスから高濃度の二酸化炭素を効率的に回収し、地中や海中に埋めて貯蔵する技術(CCS:Carbon dioxide Capture and Storage)が有力視されている(非特許文献1)。しかし、CCSは、大規模な設備等への多大な投資が必要であるため、民間レベル(個人レベル)においては現実的な解決策であるとはいえない。また、排ガス等には、二酸化炭素以外にも窒素酸化物や硫黄酸化物等の有毒ガスも高濃度で含まれており、これらの有毒ガスと共に回収した二酸化炭素を炭素源として活用するためには多くの問題が残されている(特許文献1、2)。空気中の二酸化炭素(空気中の二酸化炭素比率は、通常、わずか0.04~0.05v/v%である)を、炭素源として、簡便且つ効果的に活用できれば、真に有効な解決策となり得る。



現在までに、二酸化炭素を炭素源として利用する各種化学反応の開発研究や人工光合成に関する研究が盛んに行われているが、殆どの場合、二酸化炭素雰囲気下(すなわち、100%二酸化炭素中)での反応や超臨界二酸化炭素(気体と液体が共存できる限界の温度・圧力(臨界点)を超えた状態)中での反応であり、二酸化炭素源としては、二酸化炭素ボンベ(主に石油や石炭からの水素製造工程から副産物として大量に回収された二酸化炭素を完全に脱硫、脱臭し、圧縮液化工程を経て得た液化二酸化炭素を充填したボンベ)を使用するのが一般的である。それ故、その製造過程で多大な手間やエネルギーを要する二酸化炭素ボンベ等を一切必要とせず、空気中に無尽蔵に存在する二酸化炭素を、加温及び/又は加圧することなく、効率良く吸収、貯蔵することができ、適時に適量だけ発生させて炭素源として使用することができれば、真に地球環境に優しい技術となり得る。
現在、最も有力視されている空気中の二酸化炭素のみを収集する方法としては、水酸化ナトリウム水溶液に空気中の二酸化炭素を吸収させ、炭酸ナトリウム水溶液とした後、水酸化カルシウムスラリーと反応させ、固体状態の炭酸カルシウムを得、それを900℃で加温することにより炭酸ガスを発生させる方法が知られている(非特許文献2)。しかし、この方法では、二酸化炭素の吸収剤として使用される水酸化ナトリウムは劇物であること、二酸化炭素を発生させる際に高温条件(900℃程度)が必要であること、また、二酸化炭素の吸収から発生までに4工程を要するという問題点を有していた。

産業上の利用分野


本発明は、空気中の二酸化炭素の吸収剤、該吸収剤により空気中の二酸化炭素が吸収され、固定化された化合物を含有してなる、二酸化炭素発生剤、及び該二酸化炭素発生剤からの空気由来の二酸化炭素の発生方法に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
式(I):
【化1】



(式中、Xは、1であり、Yは、1~3であり、且つZは、0~10である。)で表される化合物を酸と反応させるか、または加熱することにより、二酸化炭素を発生させることを特徴とする、二酸化炭素の発生方法。

【請求項2】
前記化合物が、空気雰囲気下、ヒドロキシ基又は置換されていてもよいアミノ基で置換されたアルキルアミンを放置して、空気中の二酸化炭素を吸収させることにより得られる、請求項1記載の方法。

【請求項3】
ヒドロキシ基又は置換されていてもよいアミノ基で置換されたアルキルアミンが、モノエタノールアミン、2-アミノ-2-メチル-1-プロパノール、ジエタノールアミン、2-(メチルアミノ)エタノール、2-(エチルアミノ)エタノール、2-(ジメチルアミノ)エタノール、2-(ジエチルアミノ)エタノール、エチレンジアミン、N,N’-ジメチルエチレンジアミン、ジエチレントリアミン、o-キシリレンジアミン、m-キシリレンジアミン及びp-キシリレンジアミンからなる群から選択される、請求項1又は2に記載の方法。

【請求項4】
酸が、塩酸、過塩素酸、リン酸、シュウ酸、マロン酸、リンゴ酸、グリコール酸及びトリフルオロ酢酸からなる群から選択される、請求項1~3のいずれか一項に記載の方法。

【請求項5】
ヒドロキシ基又は置換されていてもよいアミノ基で置換されたアルキルアミンが、o-キシリレンジアミン、m-キシリレンジアミン又はp-キシリレンジアミンであり、Xが、1であり、Yが、1であり、且つZが、0である、請求項1~3のいずれか一項に記載の方法。

【請求項6】
加熱が、約120~140℃で行われる、請求項5記載の方法。

【請求項7】
ヒドロキシ基又は置換されていてもよいアミノ基で置換されたアルキルアミンを含有してなる、空気中の二酸化炭素吸収剤。

【請求項8】
ヒドロキシ基又は置換されていてもよいアミノ基で置換されたアルキルアミンが、モノエタノールアミン、2-アミノ-2-メチル-1-プロパノール、ジエタノールアミン、2-(メチルアミノ)エタノール、2-(エチルアミノ)エタノール、2-(ジメチルアミノ)エタノール、2-(ジエチルアミノ)エタノール、エチレンジアミン、N,N’-ジメチルエチレンジアミン、ジエチレントリアミン、o-キシリレンジアミン、m-キシリレンジアミン及びp-キシリレンジアミンからなる群から選択される、請求項7記載の二酸化炭素吸収剤。

【請求項9】
式(I):
【化2】



(式中、Xは、1であり、Yは、1~3であり、且つZは、0~10である。)で表される化合物を含有してなる、二酸化炭素発生剤。

【請求項10】
ヒドロキシ基又は置換されていてもよいアミノ基で置換されたアルキルアミンが、モノエタノールアミン、2-アミノ-2-メチル-1-プロパノール、ジエタノールアミン、2-(メチルアミノ)エタノール、2-(エチルアミノ)エタノール、2-(ジメチルアミノ)エタノール、2-(ジエチルアミノ)エタノール、エチレンジアミン、N,N’-ジメチルエチレンジアミン、ジエチレントリアミン、o-キシリレンジアミン、m-キシリレンジアミン及びp-キシリレンジアミンからなる群から選択される、請求項9記載の二酸化炭素発生剤。

【請求項11】
ヒドロキシ基又は置換されていてもよいアミノ基で置換されたアルキルアミンが、o-キシリレンジアミン、m-キシリレンジアミン又はp-キシリレンジアミンであり、Xが、1であり、Yが、1であり、且つZが、0である、請求項9記載の二酸化炭素発生剤。
国際特許分類(IPC)
Fターム
出願権利状態 公開
(有)金沢大学ティ・エル・オーは、金沢大学の研究者の出願特許を産業界へ技術移転することを主目的として、金沢大学の教官の出資により設立された技術移転機関です。
ご興味のある方は、下記「問合せ先」へ整理番号と共にご連絡願います。
なお、既に活用のお申し込み・お打合わせ等の段階に入っている場合もございますので、予めご承知おきください。


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