(57)【要約】【課題】水分を含むＣＯ２吸収材の吸収性能の低下を、室温程度の温度下で簡便かつ安価に検出する。【解決手段】ＣＯ２吸収材（１０）は、水分およびＬｉ４ＳｉＯ４を含んでいる。水分量検出部（１１）は、ＣＯ２吸収材（１０）から放出される水分の量である第１水分量を検出する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水分と二酸化炭素とを含む気体中から、当該気体中に含まれる二酸化炭素を吸収する二酸化炭素吸収材を備えた二酸化炭素吸収装置であって、
上記二酸化炭素吸収材は、水分および４価のリチウムシリケートを含んでおり、
上記二酸化炭素吸収材から放出される水分の量である第１水分量を検出する第１水分量検出部を備えていることを特徴とする二酸化炭素吸収装置。
【請求項２】
上記二酸化炭素吸収材の含水率が１６〜３３ｗｔ％であることを特徴とする請求項１に記載の二酸化炭素吸収装置。
【請求項３】
上記気体中に含まれる水分の量である第２水分量を検出する第２水分量検出部をさらに備えていることを特徴とする請求項１または２に記載の二酸化炭素吸収装置。
【請求項４】
上記気体が上記二酸化炭素吸収材を通過して上記第１水分量検出部に導入される第１経路と、上記気体が上記二酸化炭素吸収材を通過せずに上記第１水分量検出部に導入される第２経路とを切り替える経路切替部をさらに備えていることを特徴とする請求項３に記載の二酸化炭素吸収装置。
【請求項５】
水分と二酸化炭素とを含む気体中から、当該気体中に含まれる二酸化炭素を吸収する二酸化炭素吸収材であって、水分、４価のリチウムシリケート、および匂い成分を含むことを特徴とする二酸化炭素吸収材。
【請求項６】
上記二酸化炭素吸収材の含水率が１６〜３３ｗｔ％であることを特徴とする請求項５に記載の二酸化炭素吸収材。
【請求項７】
請求項５または６に記載の二酸化炭素吸収材と、
上記二酸化炭素吸収材から放出される上記匂い成分の濃度を検出する匂い検出部とを備えていることを特徴とする二酸化炭素吸収装置。
【請求項８】
水分と二酸化炭素とを含む気体中から、当該気体中に含まれる二酸化炭素を吸収する二酸化炭素吸収材であって、水分、４価のリチウムシリケート、および色成分を含むことを特徴とする二酸化炭素吸収材。
【請求項９】
上記二酸化炭素吸収材の含水率が１６〜３３ｗｔ％であることを特徴とする請求項８に記載の二酸化炭素吸収材。
【請求項１０】
請求項８または９に記載の二酸化炭素吸収材と、
上記二酸化炭素吸収材の色を検出する色検出部とを備えていることを特徴とする二酸化炭素吸収装置。
【請求項１１】
水分と二酸化炭素とを含む気体中から、当該気体中に含まれる二酸化炭素を吸収する二酸化炭素吸収材を用いた二酸化炭素吸収方法であって、
上記二酸化炭素吸収材は、水分および４価のリチウムシリケートを含んでおり、
上記二酸化炭素吸収材から放出される水分の量である第１水分量を検出する第１水分量検出工程を有することを特徴とする二酸化炭素吸収方法。
【請求項１２】
請求項５または６に記載の二酸化炭素吸収材を用いた二酸化炭素吸収方法であって、
上記二酸化炭素吸収材から放出される上記匂い成分の濃度を検出する匂い検出工程を有することを特徴とする二酸化炭素吸収方法。
【請求項１３】
請求項８または９に記載の二酸化炭素吸収材を用いた二酸化炭素吸収方法であって、
上記二酸化炭素吸収材の色を検出する色検出工程を有することを特徴とする二酸化炭素吸収方法。
【請求項１４】
請求項１〜４、７、および１０のいずれか１項に記載の二酸化炭素吸収装置を備えていることを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
以下の開示は、気体中に含まれる二酸化炭素（ＣＯ２）を吸収する二酸化炭素吸収材（ＣＯ２吸収材）、および当該ＣＯ２吸収材を備えた二酸化炭素吸収装置（ＣＯ２吸収装置）等に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、米国ローレンス・バークレー国立研究所から、ＣＯ２濃度が２５００ｐｐｍ以上になると思考力が低下するとの報告がなされている。このように、空気中のＣＯ２濃度が特定の濃度以上になると、人体へ悪影響を及ぼす。このため、空気中のＣＯ２濃度の上昇を防ぐ必要がある。また、分析機器の中には、取り込んだ空気からＣＯ２を除去する必要があるものもある。これらの点を踏まえ、従来、気体中に含まれるＣＯ２を除去する技術が開発されている。
【０００３】
例えば、特許文献１および２には、所定量の水分を含有しているリチウムシリケートを主成分とする、炭酸ガス吸収材（換言すればＣＯ２吸収材）が開示されている。
【０００４】
ＣＯ２吸収材がＣＯ２を吸収し続けると、その吸収性能は徐々に低下する。したがってＣＯ２吸収材をいずれは交換または再生する必要がある。従来、ＣＯ２吸収材の吸収性能の低下を検出する方法が、特許文献３または特許文献４に開示されている。特許文献３には、ＣＯ２吸収材を通過する前後の気体中のＣＯ２濃度差を検知することによって、ＣＯ２吸収材の吸収性能の低下を検出し、ＣＯ２吸収材を交換する技術が開示されている。特許文献４には、３００℃以上の高温でＣＯ２をＣＯ２吸収材に吸収させることによって、ＣＯ２吸収材の吸収性能の低下と同時に色変化を伴う吸収材を（一部）用いて、ＣＯ２吸収材の交換時期を検出する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−１２６６８８号公報
【特許文献２】特開２００５−１３９５２号公報
【特許文献３】特開２０１３−２２５７７号公報
【特許文献４】特開２００２−１０２６８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来の技術には、水分を含むＣＯ２吸収材の吸収性能の低下を、室温程度の温度下で簡便かつ安価に検出できない問題がある。例えば、特許文献３に開示されるＣＯ２濃度の測定器は、特に室温程度の環境下で使用する場合、測定精度を確保するために、湿度に影響を受けにくい高価なものにする必要がある。さらに、測定範囲に対応した測定器を選択して用いる必要がある。特許文献４に開示される技術は、リチウム化複合酸化物がＣＯ２を吸収することによって、リチウム化複合酸化物とは異なる色の酸化物を生成する。しかし、リチウム化複合酸化物に水を含有させると酸化物が生成され、以後のＣＯ２吸収時にリチウム化複合酸化物の色変化が起こらない可能性がある。そのため、リチウム化複合酸化物のＣＯ２吸収性能の低下を正しく検出できない恐れがある。
【０００７】
本開示の一態様は、水分を含むＣＯ２吸収材の吸収性能の低下を、室温程度の温度下で簡便かつ安価に検出することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するために、本開示の第１態様に係る二酸化炭素吸収装置は、水分と二酸化炭素とを含む気体中から、当該気体中に含まれる二酸化炭素を吸収する二酸化炭素吸収材を備えた二酸化炭素吸収装置であって、上記二酸化炭素吸収材は、水分および４価のリチウムシリケートを含んでおり、上記二酸化炭素吸収材から放出される水分の量である第１水分量を検出する第１水分量検出部を備えていることを特徴とする。
【０００９】
上記の課題を解決するために、本開示の第１態様に係る二酸化炭素吸収方法は、水分と二酸化炭素とを含む気体中から、当該気体中に含まれる二酸化炭素を吸収する二酸化炭素吸収材を用いた二酸化炭素吸収方法であって、上記二酸化炭素吸収材は、水分および４価のリチウムシリケートを含んでおり、上記二酸化炭素吸収材から放出される水分の量である第１水分量を検出する水分量検出工程を有することを特徴とする。
【００１０】
上記の課題を解決するために、本開示の第２態様に係る二酸化炭素吸収材は、水分と二酸化炭素とを含む気体中から、当該気体中に含まれる二酸化炭素を吸収する二酸化炭素吸収材であって、水分、４価のリチウムシリケート、および匂い成分を含むことを特徴とする。
【００１１】
上記の課題を解決するために、本開示の第２態様に係る二酸化炭素吸収装置は、本開示の第２態様に係る二酸化炭素吸収材と、上記二酸化炭素吸収材から放出される上記匂い成分の濃度を検出する匂い検出部とを備えていることを特徴とする。
【００１２】
上記の課題を解決するために、本開示の第２態様に係る二酸化炭素吸収方法は、本開示の第２態様に係る二酸化炭素吸収材を用いた二酸化炭素吸収方法であって、上記二酸化炭素吸収材から放出される上記匂い成分の濃度を検出する匂い検出工程を有することを特徴とする。
【００１３】
上記の課題を解決するために、本開示の第３態様に係る二酸化炭素吸収材料は、水分と二酸化炭素とを含む気体中から、当該気体中に含まれる二酸化炭素を吸収する二酸化炭素吸収材であって、水分、４価のリチウムシリケート、および色成分を含むことを特徴とする。
【００１４】
上記の課題を解決するために、本開示の第３態様に係る二酸化炭素吸収装置は、本開示の第３態様に係る二酸化炭素吸収材と、上記二酸化炭素吸収材の色を検出する色検出部とを備えていることを特徴とする。
【００１５】
上記の課題を解決するために、本開示の第３態様に係る二酸化炭素吸収方法は、本開示の第３態様に係る二酸化炭素吸収材を用いた二酸化炭素吸収方法であって、上記二酸化炭素吸収材の色を検出する色検工程を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本開示の各態様に係る二酸化炭素吸収装置によれば、水分を含むＣＯ２吸収材の吸収性能の低下を、室温程度の温度下で簡便かつ安価に検出できるという効果を奏する。
【００１７】
本開示の各態様に係る二酸化炭素吸収材によれば、水分を含むＣＯ２吸収材の吸収性能の低下を、室温程度の温度下で簡便かつ安価に検出できるという効果を奏する。
【００１８】
また、本開示の各態様に係る二酸化炭素吸収方法によっても、同様の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本開示の実施形態１に係るＣＯ２吸収装置の要部の構成を示す機能ブロック図である。
【図２】本開示の実施形態１に係るＣＯ２吸収材から気体に水分が放出される現象を確認するために用いられる測定システムの一例を示す図である。
【図３】本開示の実施形態１に係る測定システムにおけるＣＯ２吸収管の内部の様子を示す図である。
【図４】本開示の実施形態１に係る測定システムによって測定した、ＣＯ２吸収材のＣＯ２吸収速度および水分放出量の時間的推移の一例を示す図である。
【図５】本開示の実施形態１に係る測定システムによって測定した、ＣＯ２吸収材のＣＯ２吸収速度および水分放出量の時間的推移の一例を示す図である。
【図６】本開示の実施形態１に係る測定システムによって測定した、ＣＯ２吸収材のＣＯ２吸収速度および水分放出量の時間的推移の一例を示す図である。
【図７】本開示の実施形態１に係る測定システムによって測定した、ＣＯ２吸収材のＣＯ２吸収速度および水分放出量の時間的推移の一例を示す図である。
【図８】本開示の実施形態１に係る測定システムによって測定した、ＣＯ２吸収材のＣＯ２吸収速度および水分放出量の時間的推移の一例を示す図である。
【図９】本開示の実施形態１に係る測定システムによって測定した、ＣＯ２吸収材のＣＯ２吸収速度および水分放出量の時間的推移の一例を示す図である。
【図１０】本実施形態に係るＣＯ２吸収装置の他の構成を示す図である。
【図１１】本開示の実施形態２に係るＣＯ２吸収装置の要部の構成を示す図である。
【図１２】本開示の実施形態３に係るＣＯ２吸収装置の要部の構成を示す図である。
【図１３】本開示の実施形態４に係るＣＯ２吸収装置の要部の構成を示す図である。
【図１４】本開示の実施形態５に係る空気清浄器（電子機器）の概略的な構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
〔実施形態１〕
以下、本開示の実施形態１について、図１〜図１０に基づいて説明する。はじめに、図１を参照して、実施形態１のＣＯ２吸収装置１（二酸化炭素吸収装置）の概要について述べる。
【００２１】
（ＣＯ２吸収装置１の概要）
図１は、ＣＯ２吸収装置１の要部の構成を示す機能ブロック図である。この図に示すように、ＣＯ２吸収装置１は、ＣＯ２吸収材１０（二酸化炭素吸収材）、水分量検出部１１（第１水分量検出部）、および水分量検出部１２（第２水分量検出部）を備えている。ＣＯ２吸収装置１は、外部から入口気体（Inlet gas）である気体Ｇ０を取り込む。ＣＯ２吸収装置１において、気体Ｇ０は、水分量検出部１２を通過してＣＯ２吸収材１０に導かれる。気体Ｇ０は、ＣＯ２吸収材１０を通過した後、水分量検出部１１に導かれる。
【００２２】
以下、説明の便宜上、水分量検出部１２を通過しＣＯ２吸収材１０に向かう気体Ｇ０を、気体Ｇ１と称する。さらに、ＣＯ２吸収材１０を通過し水分量検出部１１に向かう気体Ｇ１を、気体Ｇ２と称する。以下に述べるように、気体Ｇ０〜Ｇ２はそれぞれ、水分（すなわち水蒸気）とＣＯ２（すなわち炭酸ガス）とを含む気体であってよい。
【００２３】
ＣＯ２吸収装置１は、ＣＯ２吸収材１０を保持する容器をさらに備えていても良い。ＣＯ２吸収装置１には、さらに、気体Ｇ０を外部から取り込み、かつ、気体Ｇ０（気体Ｇ１）をＣＯ２吸収材１０に導くためのポンプ（流体機械）およびファン（送風機）等の部材が設けられていてもよい。ＣＯ２吸収装置１には、さらに、気体Ｇ０（気体Ｇ１・Ｇ２）を輸送するための配管が設けられていてもよい。但し、図１および以降の各図では、図面の簡略化のために、これらの部材の図示を省略する。
【００２４】
（ＣＯ２吸収材１０）
ＣＯ２吸収材１０は、室温程度の環境下で、水分とＣＯ２（二酸化炭素）とを含む気体中から、当該気体中に含まれるＣＯ２を吸収する。具体的には、ＣＯ２吸収材１０は、水分（すなわち水蒸気）とＣＯ２（すなわち炭酸ガス）とを含む空間内の気体から、少なくとも一部のＣＯ２を分離して、当該ＣＯ２を吸収する。ＣＯ２吸収材１０には、以下に述べる水分量検出部１２を通過した気体Ｇ１が導入（供給）される。つまり、ＣＯ２吸収装置１は、気体Ｇ１をＣＯ２吸収材１０に接触させるように構成されている。
【００２５】
ＣＯ２吸収材１０は、４価のリチウムシリケート（Ｌｉ４ＳｉＯ４）を主成分として含んでおり、さらに水分を含んでいる。本実施形態における「主成分」とは、ＣＯ２吸収材１０に４０％以上含まれており、かつ、他のどの成分よりも多くＣＯ２吸収材１０に含まれる成分を意味する。本実施形態における「空間」とは、人間（またはその他の生物）が生存可能な環境を意味する。したがって、上記空間における気圧は、大気圧（１気圧）付近である。また、「室温」とは、例えば１℃〜３０℃程度の温度を意味する。また、例えば１℃〜５０℃程度の温度を、「室温程度」と称してもよい。
【００２６】
本実施形態における「含水率」とは、ＣＯ２および水を吸収していないＣＯ２吸収材１０の質量に対する、ＣＯ２吸収材１０に含まれる水分の質量の比率を意味する。例えば、無水の１０ｇのＣＯ２吸収材に１０ｇの水分を吸収させた場合、ＣＯ２吸収材１０の含水率は１００ｗｔ％である。ＣＯ２吸収材１０の含水率は、含水状態のＣＯ２吸収材１０の質量と、このＣＯ２吸収材１０を例えば２００℃で十分な時間加熱することによって乾燥させた後のＣＯ２吸収材１０の質量との差分に基づいて、算出できる。
【００２７】
本願発明者らは、水分を含んでいるＣＯ２吸収材１０が、気体Ｇ１に含まれる少なくとも一部のＣＯ２を吸収する際に、空間内に水分を放出する現象を確認している。この詳細は後述する。
【００２８】
（ＣＯ２吸収材１０の作製方法の一例）
以下、ＣＯ２吸収材１０の作製方法の一例について説明する。まず、二酸化珪素（ＳｉＯ２）および炭酸リチウム（Ｌｉ２ＣＯ３）をモル比で１：２になるように秤量する（秤量工程）。秤量後の二酸化珪素および炭酸リチウムをポットミルに挿入し、約１日間（混合時間の一例）、ＺｒＯ２ボールを用いてポットミルによって混合する（混合工程）。続いて、ポットミルによって混合された二酸化珪素および炭酸リチウムの混合粉体を、電気炉で、約７００℃（加熱温度の一例）の温度で約１０時間（加熱時間の一例）加熱する（加熱工程）。加熱後の混合粉体を再びポットミルに挿入し、ＺｒＯ２ボールを用いて粉砕し（粉砕工程）、粉砕後の粉体をふるいに通す。こうして作製した粉体（粉末状）のＬｉ４ＳｉＯ４を、本実施形態に係るＣＯ２吸収材１０として用いる。
【００２９】
ＣＯ２吸収材１０は、例えば、粉末のＬｉ４ＳｉＯ４を任意の形状に成形した成形体である。ＣＯ２吸収材１０の形状として、例えば、粉末状、円筒状、円盤状、シート状、顆粒状、ペレット状などが挙げられる。
【００３０】
上述した方法によって作製された粉体（粉末状）のＬｉ４ＳｉＯ４を、説明の便宜上、粉体Ｘと称する。ＣＯ２吸収材１０は、炭酸カリウム（Ｋ２ＣＯ３）を添加剤として含んでいてもよい。炭酸カリウムを含むＣＯ２吸収材１０は、粉体Ｘおよび炭酸カリウムを秤量し、ポットミルで混合することによって作製される。このようにして作製された粉体を、説明の便宜上、粉体Ｙと称する。粉体Ｘおよび炭酸カリウムは、モル比が１：０．１〜０．４になるように秤量すればよい。
【００３１】
混合工程または粉砕工程において用いられる装置は、ポットミルに限定されない。例えば、混合工程または粉砕工程において乳鉢または３次元ミルなどを用いてもよい。混合時間は、秤量において秤量される２種類の材料の全重量によって変動する。
【００３２】
加熱工程における加熱温度および加熱時間は、加熱工程において用いられる電気炉により変動する。用いられる電気炉の性能および仕様の違いを考慮すれば、加熱温度は、例えば６００℃以上かつ１０００℃以下であればよい。また、加熱時間は、例えば５時間以上かつ４０時間以内であればよい。
【００３３】
また、上述の例では、粉体のＣＯ２吸収材１０を作製する場合を例示したが、ＣＯ２吸収材１０をペレット状に形成してもよい。ペレットの形状としては、円柱、球形、または直方体等の任意の形状が挙げられる。ペレットの大きさは、例えば、数ｍｍ〜数１０ｍｍ程度であればよい。
【００３４】
以下、ペレットとしてのＣＯ２吸収材１０の作製方法の一例について説明する。まず、上記の通り作製された粉体ＸまたはＹにバインダを混合する（バインダ混合工程）。その後、粉体ＸまたはＹとバインダとの混合物を所定の型に挿入し、所定の温度で焼結する（焼結工程）。その結果、粉体ＸまたはＹを含んでおり、かつ、当該粉体ＸまたはＹよりも大きいペレットが得られる。以下では、粉体ＸまたはＹから作製されたペレットを、説明の便宜上、ペレットＸまたはＹと称する。
【００３５】
続いて、ペレットＸまたはＹに水分を含ませる方法の一例について説明する。まず、ＣＯ２を含まないガスをバブラーへ通過させることで加湿する。加湿されたガスを、ポンプを用いてペレットＸまたはＹに接触させる。このようにして作製されたペレットが、ＣＯ２吸収材１０（水分を含み、かつＬｉ４ＳｉＯ４を主成分として含むＣＯ２吸収材１０）として用いられる。加湿されたガスをペレットＸまたはＹに接触させる時間を変えることによって、ＣＯ２吸収材１０の含水率を５．６〜３３ｗｔ％のいずれかに制御できる。ＣＯ２吸収材１０の含水率は、３３ｗｔ％以下であることが好ましい。これにより、ＣＯ２吸収材１０に含まれる水分が多くなり過ぎないので、ＣＯ２吸収材１０を容易に扱える。
【００３６】
ペレットに水分を含ませる方法は、他にも多数ある。例えば、ペレットＸまたはＹを水中に浸漬することによってペレットＸまたはＹに水分を含ませて、その後、適切な含水量になるまでペレットＸまたはＹを乾燥させてもよい。あるいは、ペレットＸまたはＹと水とを、閉空間内に設置してもよい。ペレットＸまたはＹと加湿ガスとを接触させる方法として、加湿ガスが充満した空間にペレットＸまたはＹを静置する方法、および、ファンまたはポンプなどの送風装置を用いて加湿ガスをペレットＸまたはＹに送り込む方法などが挙げられる。
【００３７】
（水分量検出部１１および１２）
水分量検出部１１は、ＣＯ２吸収材１０の後段に配置され、気体Ｇ２に含まれる水分の量である第１水分量を検出する。水分量検出部１２は、ＣＯ２吸収材１０の前段に配置され、気体Ｇ０に含まれる水分の量である第２水分量を検出する。
【００３８】
水分量検出部１１および１２は、例えば、伸縮式湿度計、バイメタル式湿度計、または電気式湿度計などである。これらの場合、水分量検出部１１および１２は、吸湿材料の電気特性または形状が相対湿度に合わせて変化することを利用する方法によって、被測定気体の相対湿度を測定する。水分量検出部１１および１２は、サーミスタなどの電気抵抗式または熱電対を用いた熱電対式などの温度計と組み合わせることによって、絶対湿度を測定することもできる。
【００３９】
水分量検出部１１および１２は、乾湿計でもよい。この場合、水分量検出部１１および１２は、乾球温度と湿球温度との温度差に基づいて表を参照して相対湿度を定量し、乾球温度と合わせることによって絶対湿度を測定する。
【００４０】
水分量検出部１１および１２は、冷却式露点計でもよい。この場合、水分量検出部１１および１２は、観測面を冷却して行き、観測面に結露が生じた温度を測定することによって、被測定気体の絶対湿度を測定する。
【００４１】
本実施形態では、水分量検出部１１および１２は、電気式湿度計およびサーミスタの組み合わせ物である。
【００４２】
水分量検出部１２およびＣＯ２吸収材１０を、配管などによって直結することが好ましい。これにより、水分量検出部１２を通過した気体Ｇ０（気体Ｇ１）を、漏れなくＣＯ２吸収材１０に導入できる。水分量検出部１２とＣＯ２吸収材１０との距離を縮めることによっても、同様の効果が得られる。ＣＯ２吸収材１０を通過した気体Ｇ０（気体Ｇ２）を漏れなく水分量検出部１１に導入する場合も、これらの手法によって同様の効果が得られる。
【００４３】
ＣＯ２吸収装置１の停止中（非稼働中）では、送風機構を使用していなくても、周辺気体に含まれるＣＯ２をＣＯ２吸収材１０が吸収する可能性がある。これを防ぐために、ＣＯ２吸収材１０における気体の吸気口および排気口に、気体の交換を防ぐ仕切りまたは蓋などの機構を設けることが好ましい。しかし、これらの機構を設けた場合、ＣＯ２吸収材１０から放出した水分によって、吸気口に設けた仕切りから排気口に設けた仕切りまでの間において、ＣＯ２吸収装置１内の相対湿度が上昇したり水分が結露したりする可能性がある。これにより、水分量検出部１１および１２が故障する恐れがある。
【００４４】
そこで、ＣＯ２吸収装置１の停止中では、ＣＯ２吸収材１０と水分量検出部１１との間、および、ＣＯ２吸収材１０と水分量検出部１２との間でそれぞれ気体の通過を防ぐ仕切りを設けることが好ましい。これにより、水分量検出部１１の周辺および水分量検出部１２の周辺における湿度上昇および結露を抑止できるので、水分量検出部１１および１２の故障を防止できる。
【００４５】
（ＣＯ２吸収材１０における水分放出と吸収性能との関係）
本願発明者らは、ＣＯ２を含む被吸収気体中のＣＯ２をＣＯ２吸収材１０が吸収した際に、ＣＯ２吸収材１０から被吸収気体に水分が放出される現象を確認した。具体的には、発明者らは、図２に示す測定システム１１０を用いて、当該現象を確認した。ここで、被吸収気体とは、被吸収気体に含まれるＣＯ２の少なくとも一部が、ＣＯ２吸収材１０に接触することによってＣＯ２吸収材１０に吸収される気体のことを意味する。
【００４６】
（測定システム１１０）
図２は、本開示の実施形態１に係るＣＯ２吸収材１０から気体に水分が放出される現象を確認するために用いられる測定システムの一例を示す図である。測定システム１１０は、乾燥空気ボンベ１２０、ＣＯ２ボンベ１２１、流量調整器１２２、流量調整器１２３、加湿器１２４、湿度計１２５、ＣＯ２濃度計１２６、恒温部１２７、湿度計１２８、ＣＯ２濃度計１２９、およびＣＯ２吸収管１３０を備えている。
【００４７】
図３は、本開示の実施形態１に係る測定システム１１０におけるＣＯ２吸収管１３０の内部の様子を示す図である。ＣＯ２吸収管１３０の内部には、ＣＯ２吸収材１０が装填されている。より具体的には、ＣＯ２吸収材１０は、容器１３５上に静置されている。
【００４８】
乾燥空気ボンベ１２０には、ＣＯ２および水分（水蒸気）をほぼ含まず、窒素と酸素とを主成分として含む気体（乾燥空気）が封入されている。流量調整器１２２は、乾燥空気ボンベ１２０から加湿器１２４に流れる乾燥空気の流量を調整する。ＣＯ２ボンベ１２１には、気体のＣＯ２が封入されている。流量調整器１２３は、ＣＯ２ボンベ１２１から加湿器１２４に流れるＣＯ２の流量を調整する。加湿器１２４は、加湿器１２４に導入された気体の湿度を所望の湿度まで増加させる。
【００４９】
湿度計１２５には、加湿された気体が入口気体Ｇｉｎとして導入される。湿度計１２５は、導入された入口気体Ｇｉｎの湿度を検出する。入口気体Ｇｉｎは、湿度計１２５を通過した後、ＣＯ２濃度計１２６に導入される。ＣＯ２濃度計１２６は、導入された入口気体ＧｉｎのＣＯ２濃度を検出する。
【００５０】
ＣＯ２濃度計１２６を通過した入口気体Ｇｉｎは、ＣＯ２吸収管１３０に導入される。恒温部１２７は、ＣＯ２吸収管１３０を一定の温度に保つ。恒温部１２７によって、ＣＯ２吸収管１３０内に存在するＣＯ２吸収材１０および入口気体Ｇｉｎを、所望の温度に保てる。
【００５１】
ＣＯ２吸収管１３０および容器１３５は、それぞれ石英およびアルミナによって形成される。これらに限らず、ＣＯ２吸収管１３０および容器１３５の材料は、ＣＯ２吸収管１３０を通過する気体がＣＯ２吸収管１３０の外部に漏れない材料であればよく、例えばセラミック、プラスチック、または、金属などでもよい。
【００５２】
ＣＯ２吸収管１３０に配置されるＣＯ２吸収材１０を通過した気体は、出口気体Ｇｏｕｔ（Outlet Gas）として湿度計１２８に導入される。湿度計１２８は、導入された出口気体Ｇｏｕｔの湿度を測定する。湿度計１２８を通過した出口気体Ｇｏｕｔは、ＣＯ２濃度計１２９に導入される。ＣＯ２濃度計１２９は、導入された出口気体ＧｏｕｔのＣＯ２濃度を検出する。
【００５３】
測定システム１１０は、ＣＯ２および水分を含む気体をＣＯ２吸収材１０に接触させる。測定システム１１０は、その際、入口気体ＧｉｎのＣＯ２濃度および出口気体ＧｏｕｔのＣＯ２濃度をＣＯ２濃度計１２６および１２９によってそれぞれ測定する。これにより、測定システム１１０は、ＣＯ２吸収材１０が吸収するＣＯ２の量を測定する。測定システム１１０は、さらに、入口気体Ｇｉｎの水分量および出口気体Ｇｏｕｔの水分量を湿度計１２５および１２８によってそれぞれ測定する。これにより、測定システム１１０は、ＣＯ２吸収材１０から放出される水分量を測定する。
【００５４】
以下、発明者らが測定システム１１０を用いて行った測定方法の一例について述べる。
【００５５】
まず、乾燥空気ボンベ１２０から供給される乾燥空気の流量を流量調整器１２２によって調整するとともに、ＣＯ２ボンベ１２１から供給されるＣＯ２の流量を流量調整器１２３によって調整した。これにより、０．１％の濃度のＣＯ２を含む気体を作製した。気体の流量を２Ｌ／分に調整した。続いて、気体を加湿器１２４に導入した。そして、加湿器１２４において、湿度を４０％ＲＨとした気体（加湿気体）を作製した。続いて、加湿気体を入口気体Ｇｉｎとして湿度計１２５に導入した。入口気体Ｇｉｎの湿度を湿度計１２５によって測定し、入口気体ＧｉｎをＣＯ２濃度計１２６に導入した。入口気体ＧｉｎのＣＯ２濃度をＣＯ２濃度計１２６によって測定し、入口気体ＧｉｎをＣＯ２吸収管１３０に導入した。ＣＯ２吸収管１３０に装填されたＣＯ２吸収材１０（１２ｇ）に、入口気体Ｇｉｎ（加湿気体）を接触させることによって、入口気体Ｇｉｎに含まれるＣＯ２の少なくとも一部をＣＯ２吸収材１０に吸収させた。
【００５６】
ＣＯ２吸収材１０を通過した気体を、出口気体Ｇｏｕｔとして湿度計１２８に導入した。出口気体Ｇｏｕｔの湿度を湿度計１２８によって測定し、出口気体ＧｏｕｔをＣＯ２濃度計１２９に導入した。出口気体ＧｏｕｔのＣＯ２濃度を、ＣＯ２濃度計１２９によって測定した。
【００５７】
ＣＯ２濃度計１２６および１２９によってそれぞれ測定した各ＣＯ２濃度に基づいて、ＣＯ２吸収材１０によって吸収されたＣＯ２の量を算出した。さらに、湿度計１２５および１２８によってそれぞれ測定した各湿度に基づいて、ＣＯ２吸収材１０から放出された水分の量を算出した。具体的には、ＣＯ２濃度計１２６によって測定したＣＯ２濃度の値から、ＣＯ２濃度計１２９によって測定されたＣＯ２濃度の値を引いた値に、気体の流量を掛けることによって、ＣＯ２濃度の吸収量を算出した。さらに、湿度計１２５によって測定した湿度の値から、湿度計１２８によって測定した湿度の値を引いた値に、気体の流量を掛けることによって、水分の放出量を算出した。なお、本実施形態において用いた湿度計１２５および１２８は、相対湿度および温度を測定でき、測定した相対湿度および温度に基づいて絶対湿度を算出できる。
【００５８】
（ＣＯ２吸収速度および水分放出量の測定結果）
図４〜図９は、本開示の実施形態１に係る測定システム１１０によって測定した、ＣＯ２吸収材１０のＣＯ２吸収速度および水分放出量の時間的推移の各例を示す図である。図４〜図９において、ＣＯ２吸収速度とは、ペレット状のＣＯ２吸収材１０が単位時間、かつ、１ｇ当たりに吸収するＣＯ２の量を意味する。図４〜図９において、水分放出量とは、ペレット状のＣＯ２吸収材１０が単位時間、かつ、１ｇ当たりに放出する水分の量を意味する。なお、水分放出量は、放出された水分を含む気体１ｍ３当たりの水分の量である。図４〜図９に示したグラフの横軸は、ＣＯ２を含む気体をＣＯ２吸収材１０に流し始めたタイミングを基準（０分）としたときの経過時間を表す。図４〜図９に示したグラフの左の縦軸はＣＯ２吸収速度を表し、右の縦軸は水分放出量を表す。図４において、ＣＯ２吸収速度の時間的推移を実線で示し、水分放出量の時間的推移を点線で示す。
【００５９】
図４は、粉体Ｘ（粉体のＬｉ４ＳｉＯ４）と炭酸カリウムとのモル比が１：０であり、かつ含水率が２４〜２５ｗｔ％であるＣＯ２吸収材１０を用いた場合の測定結果を示す。図５は、粉体Ｘと炭酸カリウムとのモル比が１：０．１であり、かつ含水率が２４〜２５ｗｔ％であるＣＯ２吸収材１０を用いた場合の測定結果を示す。図６は、粉体Ｘと炭酸カリウムとのモル比が１：０．４であり、かつ含水率が２４〜２５ｗｔ％であるＣＯ２吸収材１０を用いた場合の測定結果を示す。図７は、粉体Ｘと炭酸カリウムとのモル比が１：０．３であり、かつ含水率が５．６ｗｔ％であるＣＯ２吸収材１０を用いた場合の測定結果を示す。図８は、粉体Ｘと炭酸カリウムとのモル比が１：０．３であり、かつ含水率が１６ｗｔ％であるＣＯ２吸収材１０を用いた場合の測定結果を示す。図９は、粉体Ｘと炭酸カリウムとのモル比が１：０．３であり、かつ含水率が３３ｗｔ％であるＣＯ２吸収材１０を用いた場合の測定結果を示す。
【００６０】
図４〜図９に示すように、少なくとも、Ｌｉ４ＳｉＯ４と炭酸カリウムとのモル比が１：０〜０．４であり、かつ含水率が５．６〜３３ｗｔ％である範囲において、ＣＯ２吸収速度および水分放出量は、いずれも０分以後に最大値を迎えた後に減少傾向になることが分かる。さらに、ＣＯ２吸収速度が０になる前に、水分放出量が０になることも分かる。水分放出量が最大値を迎えた後で０になったとき、ＣＯ２吸収速度は最大値の２割程度になる。したがって、ＣＯ２吸収材１０の吸収性能が十分に低下したので、ＣＯ２吸収材１０の交換が必要になったと判断できる。このように、ＣＯ２吸収材１０の吸収性能の低下を、ＣＯ２濃度計１２６および１２９の測定結果を用いて算出したＣＯ２吸収速度に基づいて判断する必要はない。言い換えると、湿度計１２５および１２８の測定結果を用いて算出した水分放出量のみに基づいて単純に判断できる。
【００６１】
（ＣＯ２吸収装置１におけるＣＯ２吸収材１０の吸収性能低下の検出方法）
次に、本実施形態に係るＣＯ２吸収装置１におけるＣＯ２吸収材１０の吸収性能の低下を検出する方法について、図１を用いて説明する。
【００６２】
まず、水分量検出部１２が、ＣＯ２吸収装置１に導入される気体Ｇ０の水分量を測定する。さらに、水分量検出部１１が、ＣＯ２吸収材１０を通過した後の気体Ｇ２の水分量を測定する。続いて、水分量検出部１１が、水分量検出部１２による水分量の測定値と水分量検出部１１による水分量の測定値との差分を取ることによって、ＣＯ２吸収材１０の水分放出量を算出する。
【００６３】
水分量検出部１１および１２による水分量の測定、および、水分量検出部１１によるＣＯ２吸収材１０の水分放出量の算出は、所定の時間間隔で行われる。水分量検出部１１は、水分放出量が減少した場合、例えば水分放出量が０になってから一定時間が経過した時点を、ＣＯ２吸収材１０の吸収性能が低下した時点として検出する。これにより、水分量検出部１１は、例えばＣＯ２吸収装置１に導入される気体Ｇ０の湿度が瞬間的に変動したために、ＣＯ２吸収材１０の吸収性能が低下していないにも関わらず水分放出量が瞬間的に０になった場合でも、吸収性能が低下した時点を適切に検出できる。水分量検出部１１は、特に、含水率が１６〜３３ｗｔ％の範囲で水分放出量が０になった時点を、ＣＯ２吸収材１０の吸収性能が低下した時点として検出することもできる。これにより、水分量検出部１１は、一定時間の経過を待たずに、吸収性能の低下を短時間で検出できる。所定の時間間隔または一定時間は、ＣＯ２吸収装置１に事前に設定されている。ユーザが、所定の時間間隔または一定時間をＣＯ２吸収装置１に設定することもできる。
【００６４】
ＣＯ２吸収装置１に導入されるＣＯ２含有気体の相対湿度または含水量が、ある程度一定であることが明らかな場合がある。この場合、ＣＯ２吸収装置１に水分量検出部１２を設ける必要はない。また、水分量検出部１１は、測定される水分量が一定時間変動しないことを検出することによって、ＣＯ２吸収材１０の吸収性能が低下した時点を検出できる。
【００６５】
ＣＯ２吸収装置１に導入される気体Ｇ０の水分量が明らかであり、かつ、水分量検出部１１の温度がある程度一定であることが明らかである場合がある。この場合、水分量検出部１１を構成する温度計と、水分量検出部１２とを、ＣＯ２吸収材１０に設ける必要はない。また、水分量検出部１１は、測定される相対湿度が一定時間変動しないことを検出することによって、ＣＯ２吸収材１０の吸収性能が低下した時点を検出できる。
【００６６】
（他の材料の適用可能性）
ある種の複合酸化物では、水分を含むことによってＣＯ２の吸収性能が向上する。このような複合酸化物として、例えば、リチウムフェライトおよびナトリウムシリケートなどが挙げられる。本願発明者によって確認された現象は、これら複合酸化物でも生じる可能性がある。したがって、ＣＯ２吸収材１０は、Ｌｉ４ＳｉＯ４の代わりにこれらの複合酸化物を主成分として含んでもよい。
【００６７】
（追加構成による機能付加）
ＣＯ２吸収装置１は、水分量検出部１１が検出したＣＯ２吸収材１０の吸収性能の低下に基づき、ＣＯ２吸収材１０の交換が必要であることをユーザに通知する通知部を備えてもよい。具体的には、通知部は、ＣＯ２吸収材１０の吸収性能の低下が検出された場合、ユーザに対して、音、光、振動、または、匂いを出す機構を具備している。ユーザは、通知部からの通知に基づいて、吸収性能が低下したＣＯ２吸収材１０を適切なタイミングで交換できる。
【００６８】
以下に、ＣＯ２吸収材１０の交換方法の一例を説明する。ＣＯ２吸収装置１において、ＣＯ２吸収材１０は容器に入れられている。ＣＯ２吸収装置１におけるＣＯ２吸収材１０に対する上方の場所に、ＣＯ２吸収装置１の外部に通じる扉が設けられている。ユーザは、扉を開けて、使用済みのＣＯ２吸収材１０が入った容器を取り出す。ユーザは、未使用の（ＣＯ２を吸収していない）ＣＯ２吸収材１０が入った他の容器を、扉を通じてＣＯ２吸収装置１に入れ、扉を閉める。これにより、ＣＯ２吸収材１０の交換が完了する。
【００６９】
図１０は、本実施形態に係るＣＯ２吸収装置１の他の構成を示す図である。ＣＯ２吸収装置１は、図１０に示すように、複数のＣＯ２吸収材１０、水分量検出部１１、水分量検出部１２、切替部１３、および切替部１４を備えている。図１０では、３つのＣＯ２吸収材１０Ａ、１０Ｂ、および１０Ｃを図示している。これに限らず、ＣＯ２吸収装置１は、２つ以上の任意の数のＣＯ２吸収材１０を備えることができる。
【００７０】
切替部１３および１４は、ＣＯ２吸収装置１内で気体Ｇ０が通過する経路を、あるＣＯ２吸収材１０から他のＣＯ２吸収材１０に切り替える。例えば、経路をＣＯ２吸収材１０ＡからＣＯ２吸収材１０Ｂに切り替えたり、経路をＣＯ２吸収材１０Ｂから他のＣＯ２吸収材１０に切り替えたりする。切り替えのタイミングは、例えば、水分量検出部１１によって検出されたＣＯ２吸収材１０の吸収性能が低下した時点である。
【００７１】
切替部１３および１４は、気体が通過する経路を、未使用のＣＯ２吸収材１０に切り替える。気体が通過しないＣＯ２吸収材１０は、切替部１３および１４によって閉空間に静置される。閉空間の内部と外部との間で気体の交換は行われない。これにより、ＣＯ２吸収装置１は、ユーザによるＣＯ２吸収材１０の交換作業を待たずに、使用済みのＣＯ２吸収材１０を未使用のＣＯ２吸収材１０に自ら交換する（切り替える）ことができる。したがって、図１０にＣＯ２吸収装置１は、図１に示すＣＯ２吸収装置１よりも、長時間使用できる。
【００７２】
（本実施形態の主要な効果）
本実施形態に係るＣＯ２吸収装置１は、水分およびＬｉ４ＳｉＯ４を含むＣＯ２吸収材１０と、ＣＯ２吸収材１０から放出される水分量を検出する水分量検出部１１とを少なくとも備えている。これにより、水分を含むＣＯ２吸収材の吸収性能の低下を、室温程度の温度下で簡便かつ安価に検出できるという効果を奏する。
【００７３】
〔実施形態２〕
本開示の実施形態２について、図１１に基づいて説明すれば、以下の通りである。なお、説明の便宜上、上記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。
【００７４】
（ＣＯ２吸収装置２の構成）
図１１は、本開示の実施形態２に係るＣＯ２吸収装置２の要部の構成を示す図である。この図に示すように、ＣＯ２吸収装置２は、ＣＯ２吸収材１０、水分量検出部１１、および経路切替部２１を備えている。ＣＯ２吸収装置２は、実施形態１に係るＣＯ２吸収装置２とは異なり、水分量検出部１２を備えていない。
【００７５】
（経路切替部２１）
経路切替部２１は、ＣＯ２吸収材１０の前段に配置される。経路切替部２１は、ＣＯ２吸収装置２に導入される気体Ｇ０が、ＣＯ２吸収材１０を通過して水分量検出部１１に導入される経路Ｋ１（第１経路）と、気体Ｇ０がＣＯ２吸収材１０を通過せずに水分量検出部１１に導入される経路Ｋ２（第２経路）とを切り替える。
【００７６】
（ＣＯ２吸収装置２におけるＣＯ２吸収材１０の吸収性能の低下の検出方法）
次に、ＣＯ２吸収装置２におけるＣＯ２吸収材１０の吸収性能の低下を検出する方法について、図１１を用いて説明する。
【００７７】
経路切替部２１は、ＣＯ２吸収装置２の初期状態において、ＣＯ２吸収装置１に導入される気体Ｇ０が通過する経路として、経路Ｋ１をＣＯ２吸収材１０に設定している。経路切替部２１は、所定の時間間隔（例えば、３０分間隔）で、気体Ｇ０が通過する経路を経路Ｋ２に切り替え、切り替え後の経路Ｋ２の設定を第１の一定時間（例えば、１分間）保持した後に、再び経路Ｋ１に切り替える切替動作を、繰り返し実行する。水分量検出部１１は、気体Ｇ０が通過する経路が経路Ｋ１から経路Ｋ２に経路に切り替えられるまでの第２の一定時間（例えば、１０分間）中に、ＣＯ２吸収材１０を通過した気体Ｇ２の水分量を検出する。ここで検出された水分量を水分量αとする。
【００７８】
続いて、水分量検出部１１は、気体Ｇ０が通過する経路が経路Ｋ２に切り替えられた後、第１の一定時間中に、ＣＯ２吸収材１０を通過せずに水分量検出部１１に導入された気体Ｇ１の水分量を検出する。ここで検出された水分量を、水分量βとする。水分量検出部１１は、水分量αと水分量βとの差分（水分量β−水分量α）を取ることによって、ＣＯ２吸収材１０の水分放出量を算出する。これにより、水分量検出部１１は、水分放出量が減少した時点（例えば、水分放出量が０になった時点）を、ＣＯ２吸収材１０の吸収性能が低下した時点として検出する。
【００７９】
所定の時間間隔、第１の一定時間および、第２の一定時間は、第２の一定時間が所定の時間間隔以下であれば、いずれも任意の長さの時間であり得る。これらの時間は、ＣＯ２吸収装置２に事前に設定されている。ユーザが、これらの時間をＣＯ２吸収装置２に設定することもできる。
【００８０】
（本実施形態の主な効果）
本実施形態のＣＯ２吸収装置は、水分およびＬｉ４ＳｉＯ４を含むＣＯ２吸収材１０と、ＣＯ２吸収材１０から放出される水分量を検出する水分量検出部１１と、ＣＯ２吸収装置に導入される気体Ｇ０がＣＯ２吸収材１０を通過して水分量検出部１１に導入される経路Ｋ１と、気体Ｇ０がＣＯ２吸収材１０を通過せずに水分量検出部１１に導入される経路Ｋ２とを切り替える経路切替部とを備えている。これにより、水分を含むＣＯ２吸収材１０の吸収性能低下を、室温程度の温度下で簡便かつ安価に検出できるという効果を奏する。さらには、気体Ｇ０の水分量が変動したとしても、１つの水分量検出部１１によって、水分を含むＣＯ２吸収材１０の吸収性能の低下を確実に検出できるという効果も奏する。
【００８１】
〔実施形態３〕
本開示の実施形態３について、図１２に基づいて説明すれば、以下の通りである。なお、説明の便宜上、上記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。
【００８２】
（ＣＯ２吸収装置３の構成）
図１２は、本開示の実施形態３に係るＣＯ２吸収装置３の要部の構成を示す図である。この図に示すように、ＣＯ２吸収装置３は、ＣＯ２吸収材３０および匂い検出部３１を備えている。
【００８３】
（ＣＯ２吸収材３０）
ＣＯ２吸収材３０は、実施形態１に係るＣＯ２吸収材１０に、匂い成分をさらに含ませたものである。言い換えれば、ＣＯ２吸収材３０は、水分、Ｌｉ４ＳｉＯ４、および匂い成分を含んでいる。ＣＯ２吸収材３０も、ＣＯ２吸収材１０と同じくＬｉ４ＳｉＯ４を主成分として含む。匂い成分とは、人間の嗅覚によって知覚可能であるかまたは半導体式の匂いセンサによって検出可能な物質を意味する。匂い成分は、水と分離せずに混ざり合う物質であることが好ましい。このような匂い成分として、例えば、アロマオイル、アロマウォーター、または、芳香剤などが挙げられる。匂い成分は、エタノールまたは酢酸などであってもよい。匂い成分は、水と分離する物質であってもよい。ＣＯ２吸収材３０は、このような色成分を含む場合、界面活性剤などの両親媒性の物質をさらに含んでいる。これにより、ＣＯ２吸収材３０において、匂い成分が水分と分離せずに混ざり合える。
【００８４】
（ＣＯ２吸収材３０の作製方法）
以下、ＣＯ２吸収材３０の作製方法の一例について説明する。ここでは、ＣＯ２吸収材１０に匂い成分を含ませる方法の一例について説明する。ペレットＸまたはＹに水分を含ませる際に、例えば１ｗｔ％の匂い成分を添加した水をバブラーで用いることによって、ペレットＸまたはＹに、水分および匂い成分を同時に含ませる。これにより、ＣＯ２吸収材３０を作製した。
【００８５】
ＣＯ２吸収材３０の作製方法は、他にも多数ある。例えば、ペレットＸまたはＹに匂い成分を直接滴下してもよい。または、ペレットＸまたはＹを、気化した匂い成分が充填された密閉容器内に静置してもよい。あるいは、匂い成分を含んだ水中にペレットＸまたはＹを浸漬することによって、ペレットＸまたはＹに水分および匂い成分とを含ませて、その後に適切な含水量になるまでペレットＸまたはＹを乾燥させてもよい。
【００８６】
（匂い検出部３１）
匂い検出部３１は、ＣＯ２吸収材３０から放出される匂い成分を検出する。匂い検出部３１は、匂い検出部３１を通過する気体中の匂い成分の濃度（少なくとも匂い成分の有無）を検出できればよい。例えば、半導体式の匂いセンサまたは水晶振動子式の匂いセンサなどを匂い検出部３１としてＣＯ２吸収装置３に搭載できる。本実施形態では、匂い検出部３１は半導体式の匂いセンサである。
【００８７】
（ＣＯ２吸収材３０における匂い成分放出現象とＣＯ２の吸収性能との関係）
図４〜図９に示す通り、ＣＯ２吸収材１０の水分放出量が０になると、ＣＯ２吸収材１０のＣＯ２吸収速度は大きく低下する。ＣＯ２吸収材３０において、匂い成分は水分と混ざり合っているため、ＣＯ２吸収材３０から水分と同時に匂い成分も放出される。したがって、ＣＯ２吸収材３０の水分放出量が０になると同時に、ＣＯ２吸収材３０の匂い成分放出量も０になる。このことから、ＣＯ２吸収材３０から匂い成分の放出が停止した時点が、ＣＯ２吸収材３０の吸収性能が低下した時点であると言える。
【００８８】
（ＣＯ２吸収装置３におけるＣＯ２吸収材３０の吸収性能の低下の検出方法）
次に、本実施形態に係るＣＯ２吸収材３０の吸収性能の低下の検出方法について、図１２を用いて説明する。ＣＯ２吸収材３０に導入された気体Ｇ０は、ＣＯ２吸収材３０を通過した後、気体Ｇ１として匂い検出部３１に導入される。匂い検出部３１は、導入された気体Ｇ１に含まれる匂い成分の濃度を所定の時間間隔で測定する。匂い検出部３１は、匂い成分の濃度が減少した時点（例えば、匂い成分の濃度が最大値を迎えた後、０になった時点）を、ＣＯ２吸収材３０の吸収性能が低下した時点として検出する。
【００８９】
匂い検出部３１は、匂い成分の濃度が０になってから一定時間が経過した時点を、ＣＯ２吸収材３０の吸収性能が低下した時点として検出することもできる。これにより、匂い検出部３１は、例えばＣＯ２吸収装置２に導入される気体Ｇ０に含まれる匂い成分の濃度が瞬間的に変動した結果、ＣＯ２吸収材３０の吸収性能が低下していないにも関わらずＣＯ２吸収材３０から放出される匂い成分の濃度が瞬間的に０になった場合でも、ＣＯ２吸収材３０の吸収性能が低下した時点を適切に検出できる。所定の時間間隔は、例えば、ＣＯ２吸収装置３に事前に設定されている。ユーザが、所定の時間間隔をＣＯ２吸収装置３に設定することもできる。
【００９０】
匂い検出部３１は、特に、含水率が１６〜３３ｗｔ％の範囲で、匂い成分の濃度が０になった時点を、ＣＯ２吸収材３０の吸収性能が低下した時点として検出してもよい。これにより、匂い検出部３１は、一定時間の経過を待たずに、ＣＯ２吸収材３０の吸収性能の低下を短時間で検出できる。
【００９１】
（その他の構成）
ＣＯ２吸収装置２のユーザが、自らの嗅覚によって、ＣＯ２吸収材３０から放出される匂い成分の有無または濃度を、検出することもできる。この場合、ＣＯ２吸収装置３に匂い検出部３１を設ける必要がないので、ＣＯ２吸収装置３の構成をより簡素できる。
【００９２】
ＣＯ２吸収材３０に、匂い成分として、アロマオイル、アロマウォーター、または芳香剤などの芳香成分が含まれる場合、ＣＯ２吸収材３０から匂い成分が放出されている間、ユーザに芳香成分を提供できる。これにより、ユーザの気分をより快適にできる。
【００９３】
（本実施形態の主な効果）
本実施形態に係るＣＯ２吸収装置３は、水分、Ｌｉ４ＳｉＯ４、および匂い成分を含むＣＯ２吸収材３０と、ＣＯ２吸収材３０から放出される匂い成分の濃度を検出する匂い検出部３１とを備えている。これにより、水分を含むＣＯ２吸収材の吸収性能の低下を、室温程度の温度下で簡便かつ安価に検出できるという効果を奏する。
【００９４】
〔実施形態４〕
本開示の実施形態４について、図１３に基づいて説明すれば、以下の通りである。なお、説明の便宜上、上記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。
【００９５】
（ＣＯ２吸収装置４の構成）
図１３は、本開示の実施形態４に係るＣＯ２吸収装置４の要部の構成を示す図である。この図に示すように、ＣＯ２吸収装置４は、ＣＯ２吸収材４０および色検出部４１を備えている。
【００９６】
（ＣＯ２吸収材４０）
ＣＯ２吸収材４０は、実施形態１に係るＣＯ２吸収材１０に、色成分をさらに含ませたものである。言い換えれば、ＣＯ２吸収材４０は、水分、Ｌｉ４ＳｉＯ４、および色成分を含んでいる。ＣＯ２吸収材４０も、ＣＯ２吸収材１０と同じくＬｉ４ＳｉＯ４を主成分として含む。色成分とは、人間の視覚によって色の認識が可能であるか、または、センサによって色の検出が可能な物質を意味する。色物質は、水と分離せずに混ざり合う物質であることが好ましい。このような色成分として、例えば、色素またはｐＨに応じて色が変化する酸塩基指示薬などが挙げられる。色成分は、水と分離する物質であってもよい。ＣＯ２吸収材４０は、このような色成分を含む場合、界面活性剤などの両親媒性の物質をさらに含んでいる。これにより、ＣＯ２吸収材４０において、色成分が水分と分離せずに混ざり合える。
【００９７】
（ＣＯ２吸収材４０の作製方法）
ＣＯ２吸収材４０の作製方法の一例について説明する。ここでは、ＣＯ２吸収材４０に色成分を含ませる方法の一例について説明する。具体的には、色成分が事前に溶解された溶液をペレットＸまたはＹに滴下することによって、ＣＯ２吸収材４０を作製した。この方法以外にも、色成分を含む水中にペレットＸまたはＹを浸漬することによってペレットＸまたはＹに水分および色成分を含ませ、その後、含水量が適切な値になるまでペレットＸまたはＹを乾燥させる方法によっても、ＣＯ２吸収材４０を作製できる。
【００９８】
（色検出部４１）
色検出部４１は、ＣＯ２吸収材４０の色を検出する。色検出部４１は、ＣＯ２吸収材４０の色の変化を検出することもできる。色検出部４１は、ＣＯ２吸収材４０の色または色の変化を検出できる任意のセンサ（例えば光学式センサ）であればよい。本実施形態では、色検出部４１は光学式のカラーセンサである。
【００９９】
（ＣＯ２吸収材４０における匂い成分放出現象とＣＯ２の吸収性能との関係）
図４〜図９に示す通り、ＣＯ２吸収材１０の水分放出量が０になると、ＣＯ２吸収材１０のＣＯ２吸収速度は大きく低下する。ＣＯ２吸収材４０において、色成分は水分と混ざり合っているため、ＣＯ２吸収材４０から水分が放出されて、ＣＯ２吸収材４０に含まれる水分に対する色成分の割合が変化すると、ＣＯ２吸収材４０の色も変化する。したがって、ＣＯ２吸収材４０の水分放出量が０になると同時に、ＣＯ２吸収材４０の色も変化しなくなる。このことから、ＣＯ２吸収材４０の色変化が停止した時点が、ＣＯ２吸収材４０の吸収性能が低下した時点であると言える。
【０１００】
（ＣＯ２吸収材４０の吸収性能低下の検出方法）
次に、本実施形態に係るＣＯ２吸収装置４がＣＯ２吸収材４０の吸収性能の低下を検出する方法について、図１３を用いて説明する。ＣＯ２吸収材４０に導入された気体Ｇ０は、ＣＯ２吸収材４０を通過した後、気体Ｇ１としてＣＯ２吸収装置４の外部に放出される。色検出部４１は、ＣＯ２吸収材４０の色を所定の時間間隔で検出する。色検出部４１は、検出された色の強度が最大または最小の値を示した後に、色の変化が停止した時点を、ＣＯ２吸収材４０の吸収性能が低下した時点として検出する。色検出部４１は、例えば、ＣＯ２吸収材４０に含まれる水分が多いほどＣＯ２吸収材４０の色が薄くなる場合、色の強度が最小の値を示した後に色の変化が停止した時点を、ＣＯ２吸収材４０の吸収性能が低下した時点として検出する。色検出部４１は、色の変化が停止してから一定時間が経過した時点を、ＣＯ２吸収材４０の吸収性能が低下した時点として検出することもできる。これにより、色検出部４１は、例えばＣＯ２吸収装置２に導入される気体Ｇ０の湿度が瞬間的に変動した結果、ＣＯ２吸収材４０の吸収性能が低下していないにも関わらずＣＯ２吸収材４０の色変化が瞬間的に停止した場合でも、ＣＯ２吸収材４０の吸収性能が低下した時点を適切に検出できる。所定の時間間隔は、例えば、ＣＯ２吸収装置４に事前に設定されている。ユーザが、所定の時間間隔をＣＯ２吸収装置４に設定することもできる。
【０１０１】
色検出部４１は、特に、含水率が１６〜３３ｗｔ％の範囲で、色変化が停止した時点を、ＣＯ２吸収材４０の吸収性能が低下した時点として検出してもよい。これにより、色検出部４１は、一定時間の経過を待たずに、ＣＯ２吸収材４０の吸収性能の低下を短時間で検出できる。
【０１０２】
（その他の構成）
ＣＯ２吸収装置２のユーザが、自らの視覚によって、ＣＯ２吸収材４０の色を検出することもできる。この場合、ＣＯ２吸収装置４に色検出部４１を設ける必要がないので、ＣＯ２吸収装置４の構成をより簡素できる。
【０１０３】
（本実施形態の主な効果）
本実施形態に係るＣＯ２吸収装置４は、水分、Ｌｉ４ＳｉＯ４、および色成分を含むＣＯ２吸収材４０と、ＣＯ２吸収材４０の色を検出する色検出部４１を備えている。これにより、水分を含むＣＯ２吸収材の吸収性能の低下を、室温程度の温度下で簡便かつ安価に検出できるという効果を奏する。
【０１０４】
〔実施形態５〕
本開示の実施形態５について、図１４に基づいて説明すれば、以下の通りである。実施形態５では、本開示の一態様に係るＣＯ２吸収装置を備えた電子機器の一例について述べる。
【０１０５】
図１４は、本開示の実施形態５に係る空気清浄器１００（電子機器）の概略的な構成を示す図である。図１４における矢印は、空気清浄器１００が取り込んだ空気の流れを示している。図１４に示されるように、空気清浄器１００は、ＣＯ２吸収装置１と、フィルタ１０１と、ファン１０２とを備えている。
【０１０６】
実施形態５では、説明の便宜上、実施形態１のＣＯ２吸収装置１が空気清浄器１００に設けられている場合を例示しているが、当該ＣＯ２吸収装置１に替えて、実施形態２〜４のＣＯ２吸収装置２〜４が空気清浄器１００に設けられてもよい。
【０１０７】
ファン１０２は、空気清浄器１００の内部に空気を取り込む送風機である。ファン１０２の動作は、空気清浄器１００に設けられた制御部（不図示）によって制御される。
【０１０８】
フィルタ１０１は、ファン１０２の動作によって空気清浄器１００の内部に取り込まれた空気を清浄する。フィルタ１０１の種類は特に限定されないが、一例としては、脱臭空調フィルタ、ホルムアルデド吸収空調フィルタ、抗菌／集塵空調フィルタ、およびこれらのフィルタを組み合わせたものが挙げられる。
【０１０９】
図１４に示される通り、ファン１０２が動作して空気が空気清浄器１００の内部へと取り込まれた場合、当該空気はフィルタ１０１を通過する。そして、フィルタ１０１を通過したことによって清浄された空気は、ＣＯ２吸収装置１へと取り込まれる。
【０１１０】
それゆえ、空気清浄器１００は、フィルタ１０１によって清浄化され、かつ、当該ＣＯ２吸収装置によってＣＯ２濃度が適切な値に調整された空気を送出できる。このように、空気清浄器１００は、ユーザの健康により好適な空気を、当該ユーザに提供できる。
【０１１１】
また、空気清浄器１００は、ファン１０２を動作させることにより、（ｉ）フィルタ１０１における空気清浄のための空気の取り入れと、（ｉ）ＣＯ２吸収装置１への空気の取り入れとの両方を行える。
【０１１２】
つまり、空気清浄器１００では、フィルタ１０１（空気清浄機能に係る部材）と、ＣＯ２吸収装置１（ＣＯ２吸収機能に係る部材）との間で、ファン１０２が共有されている。したがって、当該構成によれば、フィルタ１０１とＣＯ２吸収装置１とのそれぞれに対してファンを個別に設けた場合に比べて、部品数を低減できる。このため、空気清浄器１００の製造コストを削減できる。
【０１１３】
なお、実施形態５では、電子機器の一例として空気清浄器１００を例示したが、当該電子機器はこれに限定されない。当該電子機器は、本開示の一態様に係るＣＯ２吸収装置を備えていればよく、例えば、除湿器、加湿器、または空気調和機等であってもよい。
【０１１４】
例えば、除湿器または加湿器に当該ＣＯ２吸収装置を設けた場合、湿度およびＣＯ２濃度が適切な値に調整された空気を提供できる。また、空気調和機に当該ＣＯ２吸収装置１を設けた場合、温度およびＣＯ２濃度が適切な値に調整された空気を提供できる。このように、ユーザに対して快適な空気環境を提供する各種の機器に、ＣＯ２吸収装置が設けられてよい。
【０１１５】
また、ＣＯ２吸収装置は、換気制限可能な空間において用いられることが望ましい。換気制限可能な空間で換気を制限する場合には、人間の呼気等に含まれるＣＯ２により、空気中のＣＯ２濃度が増加するためである。この点を踏まえると、ＣＯ２吸収装置を備えた電子機器（例：空気清浄器１００）についても、換気制限可能な空間において用いられることが望ましい。したがって、空気清浄器１００は、例えば車載用の空気清浄器として用いられてよい。
【０１１６】
なお、「換気制限可能な空間」とは、密閉空間、換気の制限可能な屋内空間、室内空間、または車内空間を意味する。もしくは、「換気制限可能な空間」とは、自発的に換気を行うこと（窓を開ける、換気扇を動作させる、換気を行う装置を動作させる、真空装置等の部屋を負圧にさせる装置を動作させる等）を制限または禁止できる空間、と言い換えることも可能である。
【０１１７】
〔ソフトウェアによる実現例〕
ＣＯ２吸収装置１〜４の制御ブロックは、集積回路（ＩＣチップ）等に形成された論理回路（ハードウェア）によって実現してもよいし、ＣＰＵ（Central Processing Unit）を用いてソフトウェアによって実現してもよい。
【０１１８】
後者の場合、ＣＯ２吸収装置１〜４は、各機能を実現するソフトウェアであるプログラムの命令を実行するＣＰＵ、上記プログラムおよび各種データがコンピュータ（またはＣＰＵ）で読み取り可能に記録されたＲＯＭ（Read Only Memory）または記憶装置（これらを「記録媒体」と称する）、上記プログラムを展開するＲＡＭ（Random Access Memory）などを備えている。そして、コンピュータ（またはＣＰＵ）が上記プログラムを上記記録媒体から読み取って実行することによって、本開示の目的が達成される。上記記録媒体としては、「一時的でない有形の媒体」、例えば、テープ、ディスク、カード、半導体メモリ、プログラマブルな論理回路などを用いることができる。また、上記プログラムは、該プログラムを伝送可能な任意の伝送媒体（通信ネットワークまたは放送波等）を介して上記コンピュータに供給されてもよい。なお、本開示の一態様は、上記プログラムが電子的な伝送によって具現化された、搬送波に埋め込まれたデータ信号の形態でも実現され得る。
【０１１９】
〔付記事項〕
本開示は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本開示の技術的範囲に含まれる。さらに、各実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を組み合わせることにより、新しい技術的特徴を形成できる。
【符号の説明】
【０１２０】
１、２、３、４  ＣＯ２吸収装置
１０、１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、３０、４０  ＣＯ２吸収材
１１、１２  水分量検出部
１３  切替部
１４  切替部
２１  経路切替部
３１  検出部
４１  色検出部
１００  空気清浄器
１０１  フィルタ
１０２  ファン
１１０  測定システム
１２０  乾燥空気ボンベ
１２１  ボンベ
１２２、１２３  流量調整器
１２４  加湿器
１２５、１２８  湿度計
１２６、１２９  ＣＯ２濃度計
１２７  恒温部
１３０  吸収管
１３５  容器
Ｇ０、Ｇ１、Ｇ２  気体
Ｇｉｎ  入口気体
Ｇｏｕｔ  出口気体
Ｋ１、Ｋ２  経路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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