特開 2024-101217 炭素固定装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024101217

(43)【公開日】2024-07-29

(54)【発明の名称】炭素固定装置

(51)【国際特許分類】

   C01B 32/05 20170101AFI20240722BHJP

   B01D 53/62 20060101ALI20240722BHJP

【ＦＩ】

C01B32/05

B01D53/62 ZAB

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023005084

(22)【出願日】2023-01-17

(71)【出願人】

【識別番号】506213382

【氏名又は名称】アンヴァール株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100098729

【弁理士】

【氏名又は名称】重信 和男

(74)【代理人】

【識別番号】100204467

【弁理士】

【氏名又は名称】石川 好文

(74)【代理人】

【識別番号】100148161

【弁理士】

【氏名又は名称】秋庭 英樹

(74)【代理人】

【識別番号】100195833

【弁理士】

【氏名又は名称】林 道広

(72)【発明者】

【氏名】櫻井 重利

【テーマコード（参考）】

4D002

4G146

【Ｆターム（参考）】

4D002AA09

4D002AC10

4D002BA06

4D002BA08

4D002DA06

4D002FA10

4D002GA01

4D002GB08

4D002GB12

4G146AA01

4G146AB01

4G146BA09

4G146CB11

4G146CB13

4G146CB32

(57)【要約】

【課題】燃焼反応室内の温度を長時間安定して制御することができる炭素固定装置を提供する。
【解決手段】二酸化炭素との燃焼反応室３０にマグネシウムを投入可能な第１投入手段３４と、燃焼反応室３０にマグネシウム含有組成物を投入可能な第２投入手段３５と、を備える。
【選択図】図７

【特許請求の範囲】

【請求項1】

二酸化炭素との燃焼反応室にマグネシウムを投入可能な第１投入手段と、
前記燃焼反応室にマグネシウム含有組成物を投入可能な第２投入手段と、
を備えることを特徴とする炭素固定装置。

【請求項2】

前記マグネシウム含有組成物は、線状構造であることを特徴とする請求項１に記載の炭素固定装置。

【請求項3】

前記マグネシウム含有組成物は、網状構造であることを特徴とする請求項１に記載の炭素固定装置。

【請求項4】

前記マグネシウム含有組成物は、立体格子構造であることを特徴とする請求項１に記載の炭素固定装置。

【請求項5】

前記マグネシウム含有組成物は、最短長さが１ｃｍ以上の塊状であることを特徴とする請求項１に記載の炭素固定装置。

【請求項6】

前記マグネシウム含有組成物は、マグネシウム合金であることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の炭素固定装置。

【請求項7】

前記マグネシウム合金は、内部よりも被膜層における添加物の割合が高くなっていることを特徴とする請求項６に記載の炭素固定装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、炭素固定装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、火力発電、ガスフレアリング等で化石燃料の燃焼に伴って発生した二酸化炭素を低減するために、炭素固定を行う技術が知られている。このような技術には、化学反応を利用して二酸化炭素を捕集し、炭素固定を行うものがある。

【0003】

特許文献１の炭素固定装置は、二酸化炭素とマグネシウムを反応室に導入し、燃焼させることにより炭素固定を行い、主に酸化マグネシウムと炭素からなる混合物を生成する。また、特許文献１においては、二酸化炭素とマグネシウムの燃焼反応により発生する約１５００℃～約３０００℃の高温高圧の気体を利用してガスタービン発電装置により発電を行うことで、二酸化炭素を発生させることなくクリーンエネルギを創出できるようになっている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０２２－８４２３７号公報（第６頁～第９頁、第２図）

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、特許文献１の炭素固定装置にあっては、反応室における二酸化炭素とマグネシウムの燃焼反応が短時間の激しい反応であることから、長時間安定した発電量を得るためには、反応室に二酸化炭素とマグネシウムを大量に供給し続けなければならないという問題がある。また、二酸化炭素とマグネシウムの燃焼反応により発生する反応熱は非常に高温であることから、反応室の耐久性に配慮して反応室内の温度制御が行われることが好ましいが、特許文献１にあっては、燃焼反応における反応熱が反応室内の二酸化炭素濃度に依存しているため、反応室の状況に応じて二酸化炭素の濃度や供給量を細かく調整しなければならず、反応室内の温度を長時間安定させることが難しいという問題があった。

【0006】

発明者らは、燃焼反応室にマグネシウムとマグネシウム含有組成物をそれぞれ投入可能とすることにより、燃焼反応室内の温度を長時間安定して制御できることを見出し、本発明を完成させるに至った。

【0007】

本発明は、このような問題点に着目してなされたもので、燃焼反応室内の温度を長時間安定して制御することができる炭素固定装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

前記課題を解決するために、本発明の炭素固定装置は、
二酸化炭素との燃焼反応室にマグネシウムを投入可能な第１投入手段と、
前記燃焼反応室にマグネシウム含有組成物を投入可能な第２投入手段と、
を備えることを特徴としている。
この特徴によれば、燃焼反応室にマグネシウムと、二酸化炭素との燃焼反応の進行がマグネシウムと比較し緩やかであるマグネシウム含有組成物をそれぞれ投入可能とし、マグネシウムとマグネシウム含有組成物の投入量のバランスを調整することにより、燃焼反応室内の温度の過剰な上昇を抑制しつつ、燃焼時間を長くすることができるため、燃焼反応室内の温度を長時間安定して制御することができる。

【0009】

前記マグネシウム含有組成物は、線状構造であることを特徴としている。
この特徴によれば、粉末状のものと比べて、燃焼時間を長くすることができるため、マグネシウム含有組成物による燃焼反応室内の温度制御を行いやすい。

【0010】

前記マグネシウム含有組成物は、網状構造であることを特徴としている。
この特徴によれば、網状構造における比表面積や網目の大きさ等を変更することにより、マグネシウム含有組成物による燃焼反応室内の温度制御を行いやすい。

【0011】

前記マグネシウム含有組成物は、立体格子構造であることを特徴としている。
この特徴によれば、立体格子構造における比表面積や空隙率等を変更することにより、マグネシウム含有組成物による燃焼反応室内の温度制御をより行いやすい。

【0012】

前記マグネシウム含有組成物は、最短長さが１ｃｍ以上の塊状であることを特徴としている。
この特徴によれば、塊状のマグネシウム含有組成物は徐々に燃焼することから、燃焼反応室内の温度制御をより行いやすい。

【0013】

前記マグネシウム含有組成物は、マグネシウム合金であることを特徴としている。
この特徴によれば、マグネシウム合金は、成形性が高いため、形状を変更しやすい。

【0014】

前記マグネシウム合金は、内部よりも被膜層における添加物の割合が高くなっていることを特徴としている。
この特徴によれば、被膜層の強度、難燃性、耐食性等を高めることができるため、二酸化炭素との燃焼反応の進行をより緩やかにすることができる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】本発明の実施形態におけるマグネシウム含有組成物の構造の例を示す断面図である。

【図2】マグネシウム含有組成物の形状（小片状，塊状）の例を示す図である。

【図3】マグネシウム含有組成物の形状（線状構造）の例を示す図である。

【図4】マグネシウム含有組成物の形状（網状構造）の例を示す図である。

【図5】マグネシウム含有組成物の形状（立体格子構造）の例を示す図である。

【図6】実施例における炭素固定装置が組み込まれた炭素固定システムを示す概要図である。

【図7】実施例における炭素固定装置を示す模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

本発明は、燃焼反応室に純金属であるマグネシウム（以下、「純Ｍｇ」と表記する。）と、二酸化炭素（ＣＯ_２）との燃焼反応が純Ｍｇと比較し緩やかであるマグネシウム含有組成物（以下、「Ｍｇ含有組成物」と表記する。）をそれぞれ投入可能とすることにより、燃焼反応室内の温度の過剰な上昇を抑制しつつ、燃焼時間を長くできることを見出し、これを契機として燃焼反応室内の長時間安定した温度制御を図ったものである。

【0017】

Ｍｇ含有組成物は、マグネシウムを主成分としている。すわなち、Ｍｇ含有組成物の平均化学組成は、マグネシウムが４５質量％以上を占めている。尚、Ｍｇ含有組成物におけるマグネシウムは、マグネシウム単体として存在するものだけでなく、マグネシウム化合物として存在するものも含む。

【0018】

また、Ｍｇ含有組成物は、マグネシウム単体あるいはマグネシウム化合物以外に、他の金属元素あるいは金属化合物、各種バインダ等を含有していてもよい。

【0019】

具体的には、Ｍｇ含有組成物は、マグネシウム（Ｍｇ）にカルシウム（Ｃａ）、アルミニウム（Ａｌ）、亜鉛（Ｚｎ）、マンガン（Ｍｎ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、Ｌｉ（リチウム）、Ｙ（イットリウム）等の元素を添加したマグネシウム合金、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、水酸化マグネシウム（Ｍｇ（ＯＨ）_２）、炭酸マグネシウム（ＭｇＣＯ_３）等のマグネシウム化合物、ドロマイト等のマグネシウム鉱物が挙げられる。

【0020】

また、Ｍｇ含有組成物は、純Ｍｇ、マグネシウム合金、マグネシウム化合物及びマグネシウム鉱物の少なくともいずれかを組み合わせて作製されたもの、あるいは純Ｍｇ、マグネシウム合金、マグネシウム化合物及びマグネシウム鉱物の少なくともいずれかをベースとして、各種バインダ等を添加して作製されたものであってもよい。

【0021】

例えば、本実施形態におけるＭｇ含有組成物としては、純Ｍｇと空気中の酸素（Ｏ_２）との反応によって表面にＭｇＯの被膜層が形成されたもの（図１（ａ）参照）が挙げられる。図１（ａ）に示されるように、上記Ｍｇ含有組成物は、主に純ＭｇからなるＭｇ層が、ＭｇＯの被膜層により被覆された構造となる。これにより、被膜層が物理的衝撃や燃焼反応室内の高温による熱分解によってひび割れたり、剥離したりすることで、内部の純ＭｇとＣＯ_２との燃焼反応を開始させることができる。そのため、純Ｍｇと比べて、燃焼反応室におけるＣＯ_２との燃焼反応の進行、すなわち燃焼開始までに要する時間と、内部（中心部）の燃焼までに要する時間を緩やかにすることができる。尚、燃焼反応室にＭｇ含有組成物を投入する際に、例えば勢いよく噴射する、機械的に攪拌する等して被膜層に物理的衝撃を積極的に加えることにより、被膜層を壊して内部の純ＭｇとＣＯ_２との燃焼反応を促進するようにしてもよい。

【0022】

本実施形態におけるＭｇ含有組成物は、特にマグネシウム合金であることが好ましく、さらにマグネシウム合金の中でも、Ｍｇと添加成分が略均一に混ざり合った固溶体の状態のものが好ましい。マグネシウム合金は、主成分であるＭｇよりもＯ_２との反応性が高い、あるいは同程度の反応性を有する添加成分が存在することにより、マグネシウム合金の表面には添加成分の酸化物を含む被膜層が形成される。これにより、ＭｇＯのみで構成される被膜層と比べて被膜層の強度、難燃性、耐食性等が向上するため、上述した純Ｍｇの表面にＭｇＯの被膜層が形成されたＭｇ含有組成物と比べて、燃焼反応室におけるＣＯ_２との燃焼反応の進行をさらに緩やかにすることができる。特に、カルシウム（Ｃａ）が添加されたマグネシウム合金の場合、ＭｇよりもＣａが早く酸化することにより、酸化カルシウム（ＣａＯ）を主成分とする被膜層が形成されるため、難燃性を向上させやすい。また、Ｃａが少量（例えば１質量％以下）添加されたマグネシウム合金であっても、難燃性を向上させることができることから、Ｃａの添加量に応じて燃焼反応室におけるＣＯ_２との燃焼反応の進行を細かく調整することが可能である。

【0023】

さらに、マグネシウム合金は、Ｃａが２０～４０質量％添加されることが好ましい。このように、マグネシウム合金におけるＣａの添加量を多くすることにより、ＣａＯを含む被膜層に予めひび割れを発生させることができる。被膜層にひび割れを発生させたマグネシウム合金を用いることにより、Ｃａの添加量が少なく被膜層にひび割れがないマグネシウム合金と比べて、内部の純ＭｇとＣＯ_２との燃焼反応が起こりやすくなるため、純Ｍｇと比べて燃焼反応室内の温度を適温に維持しつつ、燃焼反応を長時間安定させやすくすることができる。

【0024】

また、マグネシウム合金は、内部においても純Ｍｇと添加成分が混在しており、Ｍｇ層が純Ｍｇのみで構成されるものと比べてＣＯ_２との燃焼反応が抑制されるため、燃焼反応室におけるＣＯ_２との燃焼反応の進行を緩やかにすることができる。

【0025】

尚、Ｍｇ含有組成物の表面は、図１（ａ）に示されるように、Ｍｇ層全体が被膜層により被覆されているものに限らず、図１（ｂ）に示されるように、Ｍｇ層の一部が外部に露出していてもよい。

【0026】

また、Ｍｇ層は、マグネシウム単体から構成されるものに限らず、マグネシウム化合物や他の成分が含まれていてもよい。

【0027】

また、被膜層は、ＭｇＯを主成分とするものに限らず、燃焼反応室におけるＣＯ_２との燃焼反応の進行を緩やかにすることができるものであれば、例えばＭｇ（ＯＨ）_２、ＭｇＣＯ_３等のマグネシウム化合物や他の成分（例えば炭素成分）を主成分とするものであってもよい。

【0028】

また、Ｍｇ含有組成物は、マグネシウム合金であることにより、成形性が高いため、形状を変更しやすい。Ｍｇ含有組成物の形状は、粉末状よりも小片状（図２（ａ）参照）、塊状（図２（ｂ）参照）である方が燃焼反応室内の温度制御を行いやすく、特に最短長さが１ｃｍ以上の塊状であると、Ｍｇ含有組成物が中心に向かって徐々に燃焼していくため、燃焼反応室内の温度制御をより行いやすい。

【0029】

さらに、Ｍｇ含有組成物は、成形して形状を工夫することにより燃焼反応室内の温度を細かく制御することが可能となる。例えば、Ｍｇ含有組成物の形状は、図３に示される線状構造、図４に示される網状構造、あるいは図５に示される立体格子構造として形成されることにより、粉末状のものと比べて、燃焼反応室内の温度制御を行いやすい。

【0030】

尚、線状構造とは、図３（ａ）に示されるように、アスペクト比が大きく、小片状のもの（図２（ａ）参照）と比べ、ある程度の厚みを有する形状のことである。線状構造の中でも、アスペクト比が比較的小さい（例えばアスペクト比２：１等）ものは、棒状構造と言うこともできる。また、Ｍｇ含有組成物の断面形状は、矩形に限らず、円形、楕円形、多角形、凹凸形等から自由に選択されてよい。また、Ｍｇ含有組成物は、線状構造（棒状構造）の長手方向に亘って断面形状が一定でなくてもよい。

【0031】

また、本実施形態において、線状構造であるＭｇ含有組成物は、図３（ａ）に示されるような略直線状のものに限らず、例えば略直線状の部材を渦巻状（図３（ｂ）参照）等の種々の形状に成形したものであってもよい。また、Ｍｇ含有組成物は、例えば略直線状の部材を複数本まとめて接合して一体に形成したものであってもよい。

【0032】

このように、Ｍｇ含有組成物は、線状構造であることにより、粉末状のものと比べて、燃焼時間を長くすることができるとともに、その形状に応じて燃焼反応室におけるＣＯ_２との燃焼反応の進行、すなわち燃焼開始までに要する時間と、内部（中心部）の燃焼までに要する時間を調整することができるため、燃焼反応室内の温度制御を行いやすい。

【0033】

また、網状構造とは、図４（ａ）に示されるように、略直線状の部材を組み合わせて網状としたもの、図４（ｂ）に示されるように、板状に成形したものにパンチング加工を施すことにより網状としたもの等のことである。

【0034】

このように、Ｍｇ含有組成物は、網状構造における比表面積や網目の大きさ等を変更することにより、その形状に応じて燃焼反応室におけるＣＯ_２との燃焼反応の進行を調整することができるため、燃焼反応室内の温度制御を行いやすい。

【0035】

また、立体格子構造とは、図５（ａ）に示されるように、例えば略直線状の部材から立方体とした組み立てたもの、図５（ｂ）に示されるように、例えば中心から３次元的に複数方向に突出する立体形状を基本単位とし、これらを立体的に組み立てた、いわゆるポーラス・ラティス構造等のことである。尚、ポーラス・ラティス構造において基本単位となる立体形状は、図５（ｂ）に示されるものに限らず、図５（ａ）のような立方体等を含む種々の立体形状から自由に選択されてよい。

【0036】

このように、Ｍｇ含有組成物は、立体格子構造における比表面積や空隙率等を変更することにより、その形状に応じて燃焼反応室におけるＣＯ_２との燃焼反応の進行を調整することができるため、燃焼反応室内の温度制御を行いやすい。また、Ｍｇ含有組成物は、立体格子構造であることにより、強度を高めることができるため、取り扱い性を向上させることができる。

【0037】

また、Ｍｇ含有組成物は、カルシウム（Ｃａ）あるいは酸化カルシウム（ＣａＯ）を含有するもの、例えばＣａが添加されたマグネシウム合金やドロマイトのようなマグネシウム鉱物であることにより、Ｍｇ含有組成物の熱分解により生成されるＣａＯと、燃焼反応室におけるＭｇとＣＯ_２の燃焼反応により生成される炭素（Ｃ）との反応により、ＭｇＯの還元剤として使用可能な炭化カルシウム（ＣａＣ_２）を生成することができる。このＣａＣ_２の生成反応は高温（約２０００℃）を要する吸熱反応であるため、ＣａあるいはＣａＯを含有するＭｇ含有組成物を燃焼反応室に少量投入するだけで、燃焼反応室の温度を大きく低下させることができる。

【0038】

本発明に係る炭素固定装置を実施するための形態を実施例に基づいて説明する。以下、実施例における炭素固定装置が組み込まれた炭素固定システムを例に挙げて説明する。

【実施例0039】

本実施例の炭素固定システム１は、図６に示されるように、海水を電解して炭酸カルシウム（ＣａＣＯ_３）と水酸化マグネシウム（Ｍｇ（ＯＨ）_２）を得る電解装置２と、電解装置２で得られたＭｇ（ＯＨ）_２または後述する炭素固定装置１０の第１反応室３０で得られた酸化マグネシウム（ＭｇＯ）を基に炭化カルシウム（ＣａＣ_２）を還元剤とする還元反応によりマグネシウム（Ｍｇ）と二酸化炭素（ＣＯ_２）を得る還元装置３と、主に還元装置３で発生したＣＯ_２を同じく還元装置３で得られた純ＭｇやＭｇ含有組成物と反応させる燃焼反応室としての第１反応室３０、第１反応室３０の反応熱を利用して酸化カルシウム（ＣａＯ）と第１反応室３０の反応により得られた炭素（Ｃ）を反応させる第２反応室３２、電解装置２で得られたＣａＣＯ_３を熱分解して第２反応室３２で反応させるＣａＯを得る第３反応室３３を備える炭素固定装置１０と、を備えている。

【0040】

詳しくは、還元装置３においては、ＣａＣ_２を還元剤として下記反応式１により表されるＭｇＯの還元反応が行われ、炭素固定装置１０の第１反応室３０における反応に利用される純Ｍｇが生成される。
ＭｇＯ＋ＣａＣ_２→Ｍｇ＋ＣａＯ＋２Ｃ・・・（反応式１）

【0041】

ＭｇＯの還元反応に必要なエネルギは、例えばパルスパワー波によって与えることができ、不活性ガス及び還元性ガスの雰囲気下でパルスパワー波を照射することにより、ＭｇＯの還元効率を高めることができる。不活性ガスとしては、アルゴンガス、ネオンガス、ヘリウムガス、窒素ガス等を挙げることができる。還元性ガスとしては、ＣａＣ_２との反応性が低い一酸化炭素（ＣＯ）が用いられることが好ましく、パルスパワー波の照射によりＭｇＯがプラズマ化して発生する副産物としての酸素（Ｏ_２）とＣＯが反応してＣＯ_２が発生する。尚、還元性ガスとしてのＣＯには、後述する炭素固定装置１０の第１反応室３０における反応（反応式３参照）や第２反応室３２における反応（反応式５参照）で生成されたＣＯを回収したものが利用されてもよい。

【0042】

また、還元装置３においては、電解装置２で得られたＭｇ（ＯＨ）_２に熱を与えることにより、下記反応式２により表される熱分解が行われ、上記還元反応（反応式１参照）に利用されるＭｇＯが生成される。
Ｍｇ（ＯＨ）_２→ＭｇＯ＋Ｈ_２Ｏ・・・（反応式２）

【0043】

炭素固定装置１０の第１反応室３０においては、還元装置３で得られるＣＯ_２を純ＭｇやＭｇ含有組成物と反応させ、下記反応式により表される炭素の固定が行われる。尚、第１反応室３０における反応は、発熱反応である。詳しくは、ＣＯ_２濃度を大気よりも比較的高くした状態でＣＯ_２を純Ｍｇと反応させると、ＣＯ_２は純Ｍｇとは完全に反応せず一酸化炭素（ＣＯ）が一部生じ、反応熱の温度が約１５００℃～約２０００℃となる（反応式３参照）。
Ｍｇ＋ＣＯ_２→ＭｇＯ＋ＣＯ ・・・（反応式３）

【0044】

また、ＣＯ_２濃度が高濃度、例えば９５％以上である場合には、ＣＯ_２は純Ｍｇと略完全に反応し、ＭｇＯとＣとが生成されＣＯは生成されず、反応熱の温度が約３０００℃以上となる（反応式４参照）。ＣＯ_２と純Ｍｇの反応の観点からはＣＯ_２濃度が１００％であることが好ましい。
２Ｍｇ＋ＣＯ_２→２ＭｇＯ＋Ｃ・・・（反応式４）

【0045】

第２反応室３２においては、第１反応室３０で得られたＣを第３反応室３３で得られたＣａＯと反応させ、下記反応式５により表されるようにＣａＣ_２が生成され、Ｃのリサイクルが行われる。尚、第２反応室３２における反応は、約２０００℃の温度を必要とする吸熱反応である。また、第２反応室３２における反応には、第１反応室３０において、Ｃａが添加されたマグネシウム合金の被膜層に含まれるＣａＯを分離したものが用いられてもよい。さらに、第１反応室３０で得られたＭｇＯを分離して第１反応室３０に混在する高温のＣとＣａＯを第２反応室３２における反応にそのまま用いることにより、ＣとＣａＯを再加熱する必要がなく、即座に反応させることができるため、ＣａＣ_２の生成効率を高めることができる。
ＣａＯ＋３Ｃ→ＣａＣ_２＋ＣＯ・・・（反応式５）

【0046】

第３反応室３３においては、電解装置２で得られたＣａＣＯ_３に熱を与えることにより、下記反応式６により表される熱分解が行われ、第２反応室３２における反応に利用されるＣａＯが生成される。また、ＣａＯと共に生成されるＣＯ_２は、第１反応室３０における反応に利用可能である。尚、第３反応室３３における反応は、８００℃～９００℃程度の温度を必要とする吸熱反応である。
ＣａＣＯ_３→ＣａＯ＋ＣＯ_２・・・（反応式６）

【0047】

尚、電解装置２において、電解によりＣａＣＯ_３とＭｇ（ＯＨ）_２が回収された海水には、炭酸ガス（重炭酸イオン）が含まれていないため、該海水に還元装置３で発生したＣＯ_２や炭素固定装置１０の第３反応室３３で生成されたＣＯ_２の一部を吸収させることにより、炭素を固定してもよい。

【0048】

次いで、炭素固定装置１０について図７を用いて詳しく説明する。図７に示されるように、本実施例の炭素固定装置１０は、還元装置３において還元反応に必要なエネルギをパルスパワー波によって与えることで発生した二酸化炭素（ＣＯ_２）リッチな導入気体Ａ１を用いて炭素固定及び発電が可能となっている。

【0049】

炭素固定装置１０は、ＣＯ_２を純ＭｇやＭｇ含有組成物と反応させる第１反応室３０と、第１反応室３０で得られる炭素（Ｃ）を酸化カルシウム（ＣａＯ）と反応させる第２反応室３２と、炭酸カルシウム（ＣａＣＯ_３）を熱分解させる第３反応室３３と、第１反応室３０に純Ｍｇを投入可能な第１投入手段３４と、第１反応室３０にＭｇ含有組成物を投入可能な第２投入手段３５と、ＣＯ_２リッチな導入気体Ａ１を圧縮して第１反応室３０に供給する供給手段２０と、第１反応室３０内にパルスパワー波を照射する第２パルスパワー波照射器３１と、第１反応室３０から供給された気体Ａ４のエネルギを用いて発電する発電手段４０と、発電手段４０の下流側に配設されＣＯ_２と一酸化炭素（ＣＯ）を分離可能なセパレータ６０と、セパレータ６０によりＣＯが分離されたＣＯ_２を含む気体Ａ９を供給手段２０に供給する循環手段８０と、発電手段４０により発電にエネルギが使用された残気体Ａ１０を排出する排出手段９０と、を備えている。尚、以降の説明において、還元装置３側を上流側、排出手段９０の後述する第８連通路９１側を下流側として説明する。

【0050】

まず、供給手段２０について説明する。供給手段２０は、上流側から順に、還元装置３の下流側に連結された第１連通路２１と、第１連通路２１内にパルスパワー波を照射する第１パルスパワー波照射器２２と、第１連通路２１の下流側に配設された冷却器２３と、冷却器２３の下流側に配設された第２連通路２４と、第２連通路２４の下流側に連結された軸流式の圧縮機２５と、圧縮機２５の下流側及び第１反応室３０の上流側に連結された第３連通路２６と、から主に構成されている。

【0051】

第１連通路２１は、還元装置３ばかりでなく、後述する循環手段８０の逆止弁８２とも連結されており、逆止弁８２から第１連通路２１内に気体Ａ９が流入可能となっている。

【0052】

第１パルスパワー波照射器２２は、第１連通路２１内かつ後述する逆止弁８２との合流箇所よりも上流側に配置されたプラグ２２ａから第１パルスストリーマ放電を実行可能となっている。本実施例では、第１パルスパワー波照射器２２は、半値幅８０ｎｓの高電圧を繰り返し動作で発生可能であり、充電電圧を２０ｋＶ、放電電流を１７０Ａとし、電源を５ｐｐｓ（Ｐｕｌｓｅｓ Ｐｅｒ Ｓｅｃｏｎｄ）で運転させることで、第１パルスパワー波を照射し、第１パルスストリーマ放電を生じせしめる。このように、短パルス、高電圧小電流、短サイクルで運転させ、グロー放電やアーク放電とならないようにすることが肝要である。尚、本実施例においては、パルスパワー波を与えることで発生したＣＯ_２リッチかつ不純物が少ない導入気体Ａ１が用いられることから、第１パルスパワー波照射器２２は配設されなくてもよい。また、導入気体Ａ１の温度によっては、冷却器２３も配設されなくてもよい。

【0053】

第１反応室３０は、高耐熱かつ高耐圧に形成されており、第１投入手段３４に繋がる投入口から粉末状の純Ｍｇを、第２投入手段３５に繋がる投入口から線状のＭｇ含有組成物（本実施例ではマグネシウム合金）をそれぞれ投入可能となっている。尚、第１投入手段３４は、還元装置３で得られる純Ｍｇを酸素（Ｏ_２）と反応させない状態、例えば還元装置３でも用いられる一酸化炭素（ＣＯ）雰囲気において貯留できるようになっている。第１反応室３０内の温度は、図示しない温度センサにより常時測定されており、第１反応室３０内の温度に応じて第１投入手段３４による純Ｍｇの投入量と、第２投入手段３５によるＭｇ含有組成物の投入量が調整されることにより、第１反応室３０内の温度制御が行われる。本実施例においては、第１反応室３０内の温度を約１５００℃～約２５００℃の範囲における目標温度で長時間安定させることができるように純ＭｇとＭｇ含有組成物の投入量のバランスが調整されることが好ましい。

【0054】

また、第１反応室３０内には、第２パルスパワー波照射器３１のプラグ３１ａが配置されており、第１反応室３０内で第２パルスストリーマ放電を実行可能となっている。また、第１反応室３０内の下流側には、ガスタービン発電装置４１のタービン４２が配置されている。本実施例では、第２パルスパワー波照射器３１は、半値幅４０ｎｓの高電圧を繰り返し動作で発生可能であり、充電電圧を１００ｋＶ、放電電流を１７０Ａとし、電源を１０ｐｐｓで運転させることで、第２パルスパワー波を照射し、第２パルスストリーマ放電を生じせしめる。このように、短パルス、高電圧小電流、短サイクルで運転させ、グロー放電やアーク放電とならないようにすることが肝要である。

【0055】

発電手段４０は、第１反応室３０内でＣＯ_２と純ＭｇやＭｇ含有組成物とが反応することで発生した高温高圧の気体Ａ４を用いて発電可能なガスタービン発電装置４１を有している。ガスタービン発電装置４１は、高温高圧の気体Ａ４の圧力により回転されるタービン４２と、タービン４２の回転に応じて発電可能な発電装置４３と、から主に構成されている。

【0056】

第２反応室３２は、ガスタービン発電装置４１のタービン４２の下流側に配設され、タービン４２を通過して温度と圧力が低下した気体Ａ５が通過するとともに、図示しない投入口から第３反応室３３で得られた粉末状のＣａＯを投入可能となっている。尚、投入するＣａＯは粉末以外の形状例えばフレーク状、バー状であってもよい。また、ＣａＯは、第３反応室３３で得られたものに限らず、例えば還元装置３におけるＣａＣ_２を還元剤としたＭｇＯの還元反応により得られるＣａＯであってもよい。また、Ｍｇ含有組成物にＣａあるいはＣａＯが含有される場合は、第１反応室３０においてＭｇ含有組成物の熱分解により生成されるＣａＯであってもよい。

【0057】

第３反応室３３は、第２反応室３２の下流側に配設され、第２反応室３２を通過して温度と圧力がさらに低下した気体Ａ６が通過するとともに、図示しない投入口から電解装置２（図６参照）で得られたＣａＣＯ_３粉末を投入可能となっている。

【0058】

セパレータ６０は、第３反応室３３の下流側に連結された第４連通路５０の下流側に配設されている。また、セパレータ６０の下流側には、気体Ａ７からＣＯが回収された気体Ａ８が流入する第５連通路７０と、回収したＣＯによりＣＯ濃度が高い気体Ａ１１が流入する第７連通路７１がそれぞれ連結されている。また、第７連通路７１の下流側には、ＣＯの貯蔵タンク７２が連結されている。

【0059】

循環手段８０は、上述した第５連通路７０と、第５連通路７０の下流側に連結された三方向弁Ｖと、三方向弁Ｖの一方の下流側に連結された第６連通路８１と、第６連通路８１の下流側に連結された逆止弁８２と、から主に構成されている。

【0060】

排出手段９０は、上述した第５連通路７０と、三方向弁Ｖと、三方向弁Ｖの他方の下流側に連結され、炭素固定装置１０の外部に連通する第８連通路９１と、から主に構成されている。尚、図７では、三方向弁Ｖの第８連通路９１が連結されている弁が閉弁状態となっている。

【0061】

次に、動作について説明する。還元装置３で得られたＣＯ_２リッチな導入気体Ａ１は、第１連通路２１に流入される。導入気体Ａ１は、ＣＯ_２濃度が約７０％以上であり、ＣＯ_２以外にも、窒素（Ｎ_２）、水素（Ｈ_２）、酸素（Ｏ_２）、水蒸気（Ｈ_２Ｏ）等が含まれている。また、導入気体Ａ１の温度は、３００℃程度であり、単位時間当たりの流量は、０．１×１０^－４ｍ^３／ｓである。

【0062】

矢印で示されるように、第１連通路２１内に導入された導入気体Ａ１は、第１パルスパワー波照射器２２のプラグ２２ａから連続的に照射され続けている第１パルスストリーマ放電により発生している非熱平衡プラズマにより、導入気体Ａ１に含まれるＨ_２、Ｏ_２、Ｈ_２Ｏ等の反応が促進され不純物がさらに少なくなる。

【0063】

導入気体Ａ１は、矢印で示されるように、冷却器２３に導出されて冷却され、約３０℃程度の気体Ａ２となる。気体Ａ２は、矢印で示されるように、第２連通路２４を通過した後、圧縮機２５により圧縮される。

【0064】

矢印で示されるように、圧力約２．０ＭＰａ、単位時間当たり流量５．０×１０^－５ｍ^３／ｓの圧縮・加圧された気体Ａ３が第３連通路２６を通過して純Ｍｇが投入されている第１反応室３０に流入する。第１反応室３０内では第２パルスパワー波照射器３１のプラグ３１ａから短時間の第２パルスストリーマ放電が行われ、第１反応室３０内に非熱平衡プラズマが発生する。この非熱平衡プラズマにより、気体Ａ３に含まれるＣＯ_２と純Ｍｇが直接反応し、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、炭素（Ｃ）、一酸化炭素（ＣＯ）等が生成されることを確認した。すなわち、ＣＯ_２の炭素固定がなされ、気体Ａ３のＣＯ_２濃度が低減された。

【0065】

この反応により、反応熱が発生し、純ＭｇとＭｇ含有組成物の投入量のバランスを調整することにより、第１反応室３０内の温度を約１５００℃～約２５００℃の範囲における目標温度で長時間安定させることができた。また、第２パルスパワー波照射を停止した以降にも、第１反応室３０内に気体Ａ３が流入することで、ＣＯ_２と純ＭｇやＭｇ含有組成物とが連続的に反応することが観察された。

【0066】

このように、純ＭｇとＣＯ_２とがまだ反応していない状態では、第２パルスストリーマ放電をトリガーとして純ＭｇとＣＯ_２とを反応させることが可能であり、純ＭｇとＣＯ_２との反応が開始して以降の反応については、発生する高温の反応熱によりＣＯ_２と純ＭｇやＭｇ含有組成物を連続的に反応させ続けることができる。尚、第１反応室３０における最初の反応（着火）には、ＣＯ_２と純Ｍｇの燃焼反応を利用し、高温の反応熱が発生した後は、ＣＯ_２とＭｇ含有組成物のみを連続的に反応させ続けることにより、第１反応室３０内の温度を維持してもよい。

【0067】

また、ＣＯ_２と純ＭｇやＭｇ含有組成物との反応により、気体Ａ３の温度が急激に上昇することに伴って、気体Ａ３が急激に膨張するため、高温高圧の気体Ａ４となり、下流側に噴出される。

【0068】

気体Ａ４は、矢印で示されるように、第１反応室３０の下流側から第２反応室３２に流入しようとする。このとき、気体Ａ４は、第１反応室３０と第２反応室３２との間に配設されているガスタービン発電装置４１のタービン４２を回転させる。この気体Ａ４の通過に伴いタービン４２が回転されることにより、ガスタービン発電装置４１の発電装置４３による発電が行われる。

【0069】

第２反応室３２に流入した約１５００℃～約２５００℃の高温の気体Ａ５には、第１反応室３０における反応により生成され主にＭｇＯとＣからなる混合物の粒子が含まれており、気体Ａ５中のＣが第２反応室３２に投入されている粉末状のＣａＯと反応し、炭化カルシウム（ＣａＣ_２）、一酸化炭素（ＣＯ）等が生成されることを確認した。尚、第２反応室３２においてＣａＣ_２を生成する観点から第１反応室３０内の温度は約２０００℃以上に制御されることが好ましい。

【0070】

また、吸熱反応であるＣａＯとＣとの反応により、気体Ａ５の温度が急激に低下することに伴って、気体Ａ５が急激に収縮するため、温度と圧力が低下した気体Ａ６となり、下流側に噴出される。

【0071】

第３反応室３３に流入した約１１００℃の高温の気体Ａ６は、第３反応室３３に投入されているＣａＣＯ_３粉末と反応し、酸化カルシウム（ＣａＯ）、二酸化炭素（ＣＯ_２）等が生成されることを確認した。

【0072】

また、吸熱反応であるＣａＣＯ_３の熱分解反応により、気体Ａ６の温度が急激に低下することに伴って、気体Ａ６が急激に収縮するため、温度と圧力がさらに低下した気体Ａ７となり、下流側に噴出される。

【0073】

第３反応室３３から流出した気体Ａ７は、矢印で示されるように、第４連通路５０を通じてセパレータ６０に導出される。セパレータ６０では、気体Ａ７に含まれるＣＯが分離されるため、高濃度のＣＯが含まれる気体Ａ１１と、ＣＯが分離された残りの気体である気体Ａ８に分離される。高濃度のＣＯが含まれる気体Ａ１１は、矢印で示されるように、第７連通路７１を通じて貯蔵タンク７２に封入される。

【0074】

一方、ＣＯが分離された残りの気体である気体Ａ８は、矢印で示されるように、第５連通路７０に導出される。第５連通路７０には、気体Ａ８に含まれるＣＯ_２濃度を測定可能な図示しない濃度センサが設けられており、ＣＯ_２濃度が一定（本実施例では、１０ｖｏｌ％）以上である気体Ａ９の場合には、三方向弁Ｖの第８連通路９１側が閉弁状態となり、第５連通路７０及び第６連通路８１側が開弁状態となる。これにより、気体Ａ９は、矢印で示されるように、三方向弁Ｖ、第６連通路８１及び逆止弁８２を通じて、第１連通路２１に導出され、導入気体Ａ１と共に上述したサイクルが繰り返し行われることとなる。すなわち、第３反応室３３におけるＣａＣＯ_３の熱分解反応により生成されたＣＯ_２の一部は、第１反応室３０における純ＭｇやＭｇ含有組成物との反応により炭素固定される。

【0075】

また、ＣＯ_２濃度が一定（本実施例では、１０ｖｏｌ％）未満である残気体Ａ１０の場合には、三方向弁Ｖの第６連通路８１側が閉弁状態となり、第５連通路７０及び第８連通路９１側が開弁状態となる。これにより、残気体Ａ１０は、点線矢印で示されるように、三方向弁Ｖ及び第８連通路９１を通じて外部に排出される。

【0076】

以上説明したように、本実施例の炭素固定装置１０では、第１反応室３０に第１投入手段３４により純Ｍｇと、第２投入手段３５によりＣＯ_２との燃焼反応の進行が純Ｍｇと比較し緩やかであるＭｇ含有組成物をそれぞれ投入可能とし、第１反応室３０内の温度に応じて純ＭｇとＭｇ含有組成物の投入量のバランスを調整することにより、第１反応室３０内の温度の過剰な上昇を抑制しつつ、燃焼時間を長くすることができるため、第１反応室３０内の温度を約１５００℃～約２５００℃の範囲における目標温度で長時間安定させることができることから、高温高圧の気体Ａ４が安定して発生し続けるため、発電手段４０による発電効率が高い。

【0077】

また、第１反応室３０内の温度を約１５００℃～約２５００℃の範囲における目標温度で長時間安定させることができるため、第１反応室３０の耐久性に配慮した運用が可能となる。

【0078】

以上、本発明の実施例を図面により説明してきたが、具体的な構成はこれら実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における変更や追加があっても本発明に含まれる。

【0079】

例えば、前記実施例では、Ｍｇ含有組成物としてのマグネシウム合金は、Ｍｇと添加成分が略均一に混ざり合った固溶体の状態のものが好ましいと説明したが、これに限らず、例えばマグネシウム合金の表面側における添加成分の割合がＭｇよりも多くなるように製造されていてもよい。これによれば、マグネシウム合金の表面に形成される被膜層の難燃性等を効率よく向上させることができる。また、添加成分がＣａである場合、マグネシウム合金の表面におけるＣａの含有率を高めることにより、被膜層におけるひび割れを発生させやすくすることができる。

【0080】

また、前記実施例では、第１反応室３０に第２投入手段３５により投入されるＭｇ含有組成物が線状のマグネシウム合金である態様について説明したが、これに限らず、前記実施形態において説明したＭｇ含有組成物の組成や形状のものであれば、適用可能であることは言うまでもない。

【0081】

また、第２投入手段３５により投入されるＭｇ含有組成物は、１種類に限らず、第１反応室３０内の目標温度や温度の調整幅等に応じて複数種類を使い分けてもよい。この場合、Ｍｇ含有組成物は、同一形状で組成の異なるもの、同一組成で形状が異なるもの、組成と形状の両方が異なるもの等のように、その組み合わせは自由である。

【0082】

また、前記実施例では、還元装置３で得られる純Ｍｇを第１投入手段３４においてＯ_２と反応させない状態で貯留するものとして説明したが、これに加えて、還元装置３で得られる純Ｍｇの一部を第２投入手段３５にも貯留し、第２投入手段３５において純ＭｇとＯ_２を反応させて表面にＭｇＯの被膜層を形成したＭｇ含有組成物を作製できるように構成してもよい。

【0083】

また、第１投入手段３４により投入される純Ｍｇは、粉末状のものに限らないが、第１反応室３０におけるＣＯ_２との燃焼反応の効率を高める観点から、第２投入手段３５により投入されるＭｇ含有組成物よりもＣＯ_２との燃焼反応が起こりやすい形状やサイズであることが好ましい。

【0084】

また、炭素固定装置１０は、少なくとも純ＭｇやＭｇ含有組成物とＣＯ_２との燃焼反応が行われる第１反応室３０を備えていれば、第２反応室３２や第３反応室３３を備えていなくてもよい。

【0085】

また、炭素固定装置１０が還元装置３に適用されている構成として説明したが、これに限らず、所定のＣＯ_２濃度となる気体が発生する施設であれば、例えば火力発電所等の他の施設にも適用することが可能である。また、還元装置３で得られたＣＯ_２と図示しない化石燃料を燃焼させたＣＯ_２を含む排気ガスを混合した気体が炭素固定装置１０に導入されてもよい。

【0086】

また、第１パルスパワー波照射器２２によるパルスストリーマ放電が第１連通路２１内で行われる構成として説明したが、これに限らず、冷却器２３による冷却後の第２連通路２４内で行われてもよく、圧縮機２５による圧縮後の第３連通路２６内で行われてもよく、第１反応室３０に導入されるまでの範囲であれば限定されるものではない。

【0087】

また、圧縮機２５は、ガスタービン発電装置４１とは別置である構成として説明したが、これに限らず、気体Ａ４によって回転されるガスタービン発電装置４１のタービン４２の回転力を利用して気体を圧縮する構成としてもよい。

【0088】

また、純ＭｇとＣＯ_２とを反応させるためのトリガーとして、短時間の第２パルスストリーマ放電を照射する構成として説明したが、これに限らず、第１反応室３０内に配置される温度センサにより測定された温度が所定温度以下となった場合に、都度第２パルスストリーマ放電を照射する構成としてもよい。さらに、純ＭｇやＭｇ含有組成物とＣＯ_２とを連続的に反応させている期間に亘って、第２パルスストリーマ放電を連続的に照射する構成としてもよい。また、純ＭｇとＣＯ_２とを反応させるためのトリガーは、第２パルスストリーマ放電に限らず、例えばアセチレンの燃焼によるものであってもよい。

【0089】

また、純ＭｇやＭｇ含有組成物とＣＯ_２との反応による約１５００℃～約２５００℃の反応熱を、第２反応室３２にてＣとＣａＯとの反応に利用する例について説明したが、この反応熱を他の反応に利用することも可能である。例えば、この反応熱を利用しメタン等の炭化水素から、水素とアセチレンを得るものや水素と炭素、特にカーボンブラックを得るものが挙げられる。

【0090】

また、第３反応室３３が第２反応室３２の下流に配設される態様について説明したが、これに限らず、第３反応室を第２反応室の上流に配設し、第３反応室で得られたＣａＯを第２反応室におけるＣａＣ_２の生成の反応に直接利用できるようにしてもよい。

【0091】

また、ガスタービン発電装置４１のタービン４２は、第１反応室３０の下流側に配設される構成に限らず、気体の温度や圧力等の条件に応じて第２反応室３２や第３反応室３３の下流側に選択的に配設されてもよい。

【0092】

また、還元装置３における還元反応で得られるＣａＯやＣを第２反応室３２におけるＣａＣ_２の生成の反応に利用してもよい。このように、炭素固定システム１における各種反応に用いられる原料は、炭素固定システム１内の他の反応から得ることが好ましいが、炭素固定システム１の外部から得た原料を用いてもよい。

【0093】

また、第３反応室３３から導出される気体Ａ７の温度が十分に高温であれば、例えば第３反応室３３の下流側に高温の気体Ａ７を冷却する冷却器を配設し、冷却器による気体Ａ７の冷却の際に発生した水蒸気によりタービンを回転させる蒸気タービン発電装置によって発電を行うようにしてもよい。この場合、導入気体Ａ１の熱によって昇温された冷却器２３を流れる水または水蒸気を蒸気タービン発電装置による発電に用いてもよい。

【0094】

また、第３反応室３３におけるＣａＣＯ_３の熱分解反応は、第１反応室３０における反応熱または第２反応室３２における排熱を利用して行われるものであればよく、第３反応室３３が第１反応室３０または第２反応室３２と連続する流路を構成していなくてもよい。この場合、図示しない連通路により第３反応室と第１反応室を連通させ、第３反応室で得られたＣＯ_２を第１反応室における反応に直接利用できるようにしてもよい。

【0095】

加えて、第１反応室３０において反応に用いられるＣＯ_２は、還元装置３で得られたＣＯ_２や第３反応室３３で得られたＣＯ_２に限られず、他の手段によって得られたＣＯ_２であってもよい。

【0096】

また、第１反応室３０における燃焼反応により生成された１０００℃以上の高温状態で反応性の高いＭｇＯを水蒸気（Ｈ_２Ｏ）と即座に反応させ（下記反応式７～１０参照）、Ｈ_２の生成を行うようにしてもよい。
ＭｇＯ＋Ｈ_２Ｏ→Ｍｇ（ＯＨ）_２・・・（反応式７）
Ｃ＋Ｈ_２Ｏ→ＣＯ＋Ｈ_２・・・（反応式８）
ＣＯ＋Ｈ_２Ｏ→ＣＯ_２＋Ｈ_２・・・（反応式９）
Ｍｇ（ＯＨ）_２＋ＣＯ_２→ＭｇＣＯ_３＋Ｈ_２Ｏ・・・（反応式１０）

【0097】

尚、反応式７で示されるＭｇＯとＨ_２Ｏとの水和反応は、発熱反応である。反応式８で示されるＣとＨ_２Ｏとの水性ガス反応は、９００℃以上の高温が必要な吸熱反応である。反応式９で示されるＣＯとＨ_２Ｏとの水性ガスシフト反応は、発熱反応である。反応式１０で示されるＭｇ（ＯＨ）_２によるＣＯ_２の吸収は、発熱反応である。反応式７，９，１０の発熱反応により放出される熱は、反応式８で示される水性ガス反応や図示しないＨ_２生成用の反応室内の温度維持に使われる。

【0098】

このように、第１反応室３０における燃焼反応により生成されたＭｇＯを利用してＨ_２生成を行うことにより、当該Ｈ_２生成に伴って発生するＣＯ_２をＭｇＯに吸着させＣＯ_２の排出を抑制しつつ、高効率でＨ_２を生成することができる。

【0099】

また、例えば、第１反応室３０にＣａが添加されたマグネシウム合金が投入される場合には、第１反応室３０における燃焼反応により生成された高温状態で反応性の高いＭｇＯを水蒸気（Ｈ_２Ｏ）と即座に反応させるとともに、別途、第１反応室３０においてＭｇＯから分離したＣａＯを水蒸気（Ｈ_２Ｏ）と反応させ（下記反応式１１～１４参照）、Ｈ_２の生成を行うようにしてもよい。
ＣａＯ＋Ｈ_２Ｏ→Ｃａ（ＯＨ）_２・・・（反応式１１）
Ｃ＋Ｈ_２Ｏ→ＣＯ＋Ｈ_２・・・（反応式１２）
ＣＯ＋Ｈ_２Ｏ→ＣＯ_２＋Ｈ_２・・・（反応式１３）
Ｃａ（ＯＨ）_２＋ＣＯ_２→ＣａＣＯ_３＋Ｈ_２Ｏ・・・（反応式１４）

【0100】

尚、反応式１１で示されるＣａＯとＨ_２Ｏとの水和反応は、発熱反応である。反応式１２で示されるＣとＨ_２Ｏとの水性ガス反応は、９００℃以上の高温が必要な吸熱反応である。反応式１３で示されるＣＯとＨ_２Ｏとの水性ガスシフト反応は、発熱反応である。反応式１４で示されるＣａ（ＯＨ）_２によるＣＯ_２の吸収は、発熱反応である。反応式１１におけるＣａＯとＨ_２Ｏとの水和反応により熱が発生し、ＣａＯを用いたＨ_２生成用の反応室内に一連の反応に必要な熱が供給されるため、外部から熱を与える必要がない。

【0101】

このように、第１反応室３０における燃焼反応により生成されたＭｇＯと、分離されたＣａＯを利用してそれぞれＨ_２生成を行うことにより、各Ｈ_２生成に伴って発生するＣＯ_２をＭｇＯとＣａＯに吸着させＣＯ_２の排出を抑制しつつ、さらに高効率でＨ_２を生成することができる。

【符号の説明】

【0102】

１ 炭素固定システム
２ 電解装置
３ 還元装置
１０ 炭素固定装置
３０ 第１反応室（燃焼反応室）
３４ 第１投入手段
３５ 第２投入手段

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】