(57)【要約】【課題】二酸化炭素の炭酸への反応を促進させると共に、海水や雨水等への二酸化炭素の溶解、固定化を速めることができ、例えば地球温暖化問題を解消させる上で有効とする。【解決手段】二酸化炭素処理装置１０は、非化石エネルギ源１２と、該非化石エネルギ源１２からの直流入力電圧Ｖｉｎの供給によって高電圧パルスＶＬ（又は高電圧パルスＶＬを含む高電圧パルス列Ｐｃ）を発生するパルス電源１４と、該パルス電源１４に接続され、該パルス電源１４にて発生された高電圧パルスＶＬ（又は高電圧パルス列Ｐｃ）によって放電を発生し、空気中の二酸化炭素の反応を促進させるリアクタ１６とを有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
非化石エネルギ源と、
前記非化石エネルギ源からの電力供給によって高電圧パルスを発生するパルス電源と、
前記パルス電源に接続され、該パルス電源にて発生された高電圧パルスによって放電を発生し、空気中の二酸化炭素の除去を促進させるリアクタとを有することを特徴とする二酸化炭素処理装置。
【請求項２】
請求項１記載の二酸化炭素処理装置において、
前記非化石エネルギ源は、太陽電池であることを特徴とする二酸化炭素処理装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載の二酸化炭素処理装置において、
前記リアクタは、
前記パルス電源に接続された線状電極と、接地電位が印加された筒状電極とを有し、
前記筒状電極の中空部に前記線状電極が挿入されていることを特徴とする二酸化炭素処理装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の二酸化炭素処理装置において、
前記高電圧パルスによって放電を発生させることで、以下の反応式
ＣＯ２＋Ｈ２Ｏ→Ｈ２ＣＯ３
で示される反応を促進させることを特徴とする二酸化炭素処理装置。
【請求項５】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の二酸化炭素処理装置において、
前記高電圧パルスによって放電を発生させることで、前記二酸化炭素を、一旦一酸化炭素に還元し、更に、前記放電を発生させて、前記一酸化炭素を有機物に転換する反応を促進させることを特徴とする二酸化炭素処理装置。
【請求項６】
請求項５記載の二酸化炭素処理装置において、
前記高電圧パルスによって放電を発生させることで、以下の反応式
ＣＯ２＋Ｏ→ＣＯ＋Ｏ２
で示される反応を促進させることを特徴とする二酸化炭素処理装置。
【請求項７】
請求項６記載の二酸化炭素処理装置において、
前記高電圧パルスによって放電を発生させることで、前記一酸化炭素と空気中の水蒸気との反応を促進させて、前記有機物を生成させることを特徴とする二酸化炭素処理装置。
【請求項８】
請求項６記載の二酸化炭素処理装置において、
前記高電圧パルスによって放電を発生させることで、空気中の水蒸気を電離して水素を発生させ、更に、前記放電によって、前記一酸化炭素と前記水素との反応を促進させて、前記有機物を生成させることを特徴とする二酸化炭素処理装置。
【請求項９】
請求項４〜８のいずれか１項に記載の二酸化炭素処理装置において、
前記高電圧パルスによって放電を発生させることで、前記有機物と空気中の酸素との反応を促進させて、別の有機物に転換させることを特徴とする二酸化炭素処理装置。
【請求項１０】
請求項４〜９のいずれか１項に記載の二酸化炭素処理装置において、
前記高電圧パルスによって放電を発生させることで、前記有機物と空気中の水蒸気との反応を促進させて、前記有機物よりも分子量の多い別の有機物を生成させることを特徴とする二酸化炭素処理装置。
【請求項１１】
請求項４〜１０のいずれか１項に記載の二酸化炭素処理装置において、
前記高電圧パルスによって放電を発生させることで、空気中の窒素分子をラジカルな窒素に変化させ、更に、前記放電によって、前記有機物と前記ラジカルな窒素との反応を促進させて、非水溶性の有機物を生成させることを特徴とする二酸化炭素処理装置。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれか１項に記載の二酸化炭素処理装置において、
水が貯留された容器と、
前記二酸化炭素の解離によって生じたガスを前記容器内の水に導くガイド手段とを有することを特徴とする二酸化炭素処理装置。
【請求項１３】
請求項１〜１１のいずれか１項に記載の二酸化炭素処理装置において、
水が流通する容器と、
前記二酸化炭素の解離によって生じたガスを前記容器内を流通する水に導くガイド手段とを有することを特徴とする二酸化炭素処理装置。
【請求項１４】
請求項１２又は１３記載の二酸化炭素処理装置において、
前記リアクタが、前記パルス電源に接続された線状電極と、接地電位が印加された筒状電極とを有し、前記筒状電極の中空部に前記線状電極が挿入されている場合に、
前記ガイド手段は、前記容器まで延長された前記筒状電極とほぼ同じ径を有する筒部を有することを特徴とする二酸化炭素処理装置。
【請求項１５】
請求項１４記載の二酸化炭素処理装置において、
前記ガイド手段における前記筒部内に、前記二酸化炭素の解離によって生じたガスを前記容器内に強制的に導くファンを有することを特徴とする二酸化炭素処理装置。
【請求項１６】
請求項１２〜１５のいずれか１項に記載の二酸化炭素処理装置において、
前記水が雨水であることを特徴とする二酸化炭素処理装置。
【請求項１７】
請求項１２〜１５のいずれか１項に記載の二酸化炭素処理装置において、
前記水が海水であることを特徴とする二酸化炭素処理装置。
【請求項１８】
請求項１〜１７のいずれか１項に記載の二酸化炭素処理装置において、
前記パルス電源は、
前記非化石エネルギ源からの直流入力電圧が印加される２つの入力端子間に直列接続されたインダクタ、第１の半導体スイッチ及び第２の半導体スイッチと、
前記第１の半導体スイッチのアノード端子に接続された前記インダクタの他端にカソード端子が接続され、前記第１の半導体スイッチのゲート端子にアノード端子が接続されたダイオードとを有し、
前記第２の半導体スイッチのターンオンによる前記第１の半導体スイッチの導通に伴う前記インダクタへの誘導エネルギの蓄積と、
前記第２の半導体スイッチのターンオフによる前記第１の半導体スイッチのターンオフに伴って前記インダクタにおいて前記高電圧パルスを発生させることを特徴とする二酸化炭素処理装置。
【請求項１９】
請求項１８記載の二酸化炭素処理装置において、
前記インダクタは、１次巻線と、該１次巻線と磁気的に結合され、かつ、前記１次巻線の巻数よりも多い巻数の２次巻線とを有し、
前記１次巻線に、前記第１の半導体スイッチの実用的最大耐圧電圧以下の電圧を印加し、
前記１次巻線の巻数をＮ１、前記２次巻線の巻数をＮ２としたとき、
前記２次巻線に発生する電圧は、前記１次巻線に印加される電圧のＮ２／Ｎ１以上であることを特徴とする二酸化炭素処理装置。
【請求項２０】
請求項１８又は１９記載の二酸化炭素処理装置において、
前記直流入力電圧は、前記第１の半導体スイッチのターンオン電圧以上であることを特徴とする二酸化炭素処理装置。
【請求項２１】
非化石エネルギ源からパルス電源への電力供給によって、該パルス電源にて高電圧パルスを発生させ、発生された前記高電圧パルスをリアクタに供給して、該リアクタにて放電を発生させて、空気中の二酸化炭素の除去を促進させることを特徴とする二酸化炭素処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、前記非化石エネルギ源からの電力供給によってパルス電源から発生された高電圧パルスの放電によるプラズマを利用して、空気中の二酸化炭素を解離させることができ、例えば地球温暖化問題を解消させる上で有効な二酸化炭素処理装置及び二酸化炭素処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
地球の表面には窒素や酸素などの大気が取り巻いている。地球に届いた太陽光は地表での反射や輻射熱として最終的に宇宙に放出されるが、大気が存在するので、急激な気温の変化が緩和されている。
【０００３】
大気中の二酸化炭素は０．０３％とわずかであるが、地球の平均気温を摂氏１５度程度に保つ役割を果たしている。こうした気体を、一般に、温室効果ガスと呼ぶ。
【０００４】
１９世紀以降、産業の発展に伴い人類は石炭や石油などを大量に消費するようになり、大気中の二酸化炭素の量は２００年前と比べ約３０％程度増加した。人類がこれからも同じような活動を続けるとすれば、２１世紀末には二酸化炭素濃度は現在の２倍以上になり、この結果、地球の平均気温は今より最大５．８度上昇すると予測されている。
【０００５】
この地球温暖化は、すでに異常気象などにより様々な影響をもたらしているが、今後、温暖化による砂漠化の進展や氷原・氷床の減少などの直接的な影響のほか、食糧生産、海岸の浸食、生物種の減少などにも一層深刻な影響がでてくるものと予想される。
【０００６】
そして、地球温暖化の原因となっているガスには様々なものがあるが、なかでも二酸化炭素はもっとも温暖化への影響度が大きいガスとされている。しかも、上述したように、産業革命以降、化石燃料の使用が増え、その結果、大気中の二酸化炭素の濃度も増加している。
【０００７】
一方、大気から海水中への二酸化炭素の溶解についての研究も進められている。まず、海水中に溶解した二酸化炭素は、海水中に解離し、水素イオンを放出して炭酸水素イオン（ＨＣＯ３−）あるいは炭酸イオン（ＣＯ３２−）になる。大気から海水中への二酸化炭素の溶解、解離はそれぞれ下式で表される。
【０００８】
ＣＯ２＋Ｈ２Ｏ  ⇔  Ｈ２ＣＯ３                  …（１Ａ）
Ｈ２ＣＯ３  ⇔  Ｈ＋＋ＨＣＯ３−                  …（２Ａ）
ＨＣＯ３−  ⇔  Ｈ＋＋ＣＯ３−                    …（３Ａ）
【０００９】
ここで、反応式（１Ａ）を除く全ての反応（反応式（２Ａ）及び（３Ａ））は、溶液中のイオン反応であるため、反応速度は十分速く、平衡状態と仮定できる。
【００１０】
そして、海洋では炭酸イオン、炭酸水素イオンのほかに無機炭素類として植物プランクトンなどにより炭酸カルシウムが浮遊・沈殿している。特に、海洋表層中では、カルシウムイオンが過剰に存在する。そこで、炭酸イオンをカルシウムイオンと反応させ、炭酸カルシウムとして沈殿させると、平衡に不足分の炭酸水素イオンが炭酸イオンに解離し、その結果、大気中の二酸化炭素が海水に溶け込むと期待できる。
【００１１】
そこで、従来から、海水を利用して二酸化炭素を吸収するための具体的な方法がいくつか提案されている。
【００１２】
簡単に説明すると、例えば大気を冷やすために冷たい深層水をくみ上げる深層水くみ上げ方法、海水に肥料を散布し、植物プランクトンを利用して二酸化炭素を吸収させる海洋施肥法、海洋の表層を攪拌する表層攪拌法、海藻やサンゴに二酸化炭素を炭酸カルシウムとして固定させる方法などがある。
【００１３】
【特許文献１】
特許第２６４９３４０号公報（第８欄第３行〜第４１行）
【非特許文献１】
地球環境工学ハンドブック編集委員会編著「コンパクト版  地球環境工学ハンドブック」ｐ５０７〜ｐ５２２
【非特許文献２】
応用物理，第６１巻，第１０号，１９９２，ｐ１０３９〜ｐ１０４３「高電圧パルス放電化学気相成長法によるアモルファスシリコン系薄膜の作製」
【非特許文献３】
ＩＥＥＥ  ＴＲＡＮＳＡＣＴＩＯＮ  ＯＮ  ＰＬＡＳＭＩＣ  ＳＣＩＥＮＣＥ，ＶＯＬ．２８，ＮＯ．２，ＡＰＲＩＬ  ２０００，ｐ４３４〜ｐ４４２「Ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ  ｏｆ  ＮＯｘ  Ｒｅｍｏｖａｌ  Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ  Ｕｓｉｎｇ  Ｓｈｏｒｔ−Ｗｉｄｔｈ  Ｐｕｌｓｅｄ  Ｐｏｗｅｒ」
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した反応式のうち、前記反応式（１Ａ）の解離反応は速度が遅く、近時の工業化の進歩に伴う二酸化炭素の発生量に対し、海水への二酸化炭素の吸収の速度が追いつかず、温暖化防止策として十分でないことがわかる。
【００１５】
本発明はこのような問題を考慮してなされたものであり、海水や雨水等への二酸化炭素の溶解、固定化を速めることができ、例えば地球温暖化問題を解消させる上で有効な二酸化炭素処理装置及び二酸化炭素処理方法を提供することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
まず、高電圧パルスの放電によるプラズマにより、脱臭、殺菌、成膜、有害ガスの分解等の処理を行う技術が適応されるようになってきている（例えば特許文献１及び非特許文献２参照）。また、プラズマによる処理を効率よく行うためには、高電圧の極めて幅の狭いパルスを供給することが必要であることがわかってきている（例えば非特許文献３参照）。
【００１７】
そこで、本発明に係る二酸化炭素処理装置は、非化石エネルギ源と、前記非化石エネルギ源からの電力供給によって高電圧パルスを発生するパルス電源と、前記パルス電源に接続され、該パルス電源にて発生された高電圧パルスによって放電を発生し、空気中の二酸化炭素の解離を促進させるリアクタとを有することを特徴とする。
【００１８】
パルス電源にて発生された高電圧パルスによってリアクタにて放電を発生させ、該リアクタにおいて空気中の二酸化炭素の水との反応を促進させる。
【００１９】
これにより、例えば反応速度が遅いとされるＣＯ２＋Ｈ２Ｏ→Ｈ２ＣＯ３で示される反応の促進、前記二酸化炭素を、一旦一酸化炭素に還元し、更に、前記放電を発生させて、前記一酸化炭素を有機物に転換する反応の促進が実現され、海水や雨水等への二酸化炭素の溶解、固定化を速めることができる。しかも、非化石エネルギ源（太陽電池、風力、波力、潮汐、温度差発電、燃料電池、地熱発電等）を使用することにより、本発明の二酸化炭素処理装置の動力源から二酸化炭素が排出されるということはない。従って、本発明は、例えば二酸化炭素による地球温暖化問題を解消させる上で有効となる。
【００２０】
前記非化石エネルギ源として例えば太陽電池を用いることで、製造コストの低廉化並びに小型化を図ることができるという利点がある。
【００２１】
また、前記リアクタは、前記パルス電源に接続された線状電極と、接地電位が印加された筒状電極とを有し、前記筒状電極の中空部に前記線状電極を挿入して構成するようにしてもよい。これにより、筒状電極の内壁と線状電極との間で放電が発生し、筒状電極の中空部に存在していた二酸化炭素の解離が促進されることになる。
【００２２】
更に、本発明は、水が貯留された容器と、前記二酸化炭素の解離によって生じたガスを前記容器内の水に導くガイド手段とを有するようにしてもよい。あるいは、水が流通する容器と、前記二酸化炭素の解離によって生じたガスを前記容器内を流通する水に導くガイド手段とを有するようにしてもよい。
【００２３】
これにより、二酸化炭素の解離によって生じたガス、例えば炭酸水素をガイド手段を通じて容器内の水に導くことができ、上述した反応式（２Ａ）及び（３Ａ）を促進させることができる。
【００２４】
容器内に貯留する水としては、例えば通常の水道水や雨水を用いることができる。この場合、例えば本発明に係る二酸化炭素処理装置を建物の屋上などに設置すればよい。容器内を流通する水としては、海水などを用いることができ、この場合は、本発明に係る二酸化炭素処理装置を海岸や船上等から吊り下げるなどの手法で海洋上に設置すればよい。
【００２５】
そして、例えば反応式（２Ａ）にて生成された炭酸水素イオンが、雨水や海水中のカルシウムイオンと反応することで、以下の反応式
Ｃａ２＋＋２ＨＣＯ３−→ＣａＣＯ３＋ＣＯ２＋Ｈ２Ｏ    …（４Ａ）
が起こり、炭酸カルシウムとして沈殿する。
【００２６】
沈殿した炭酸カルシウムは、雨水あるいは海水中で、以下の反応式（５Ａ）で示すように、平衡に不足分の炭酸水素イオンが炭酸イオンに解離することになる。
ＣａＣＯ３→Ｃａ２＋＋ＣＯ３２−                      …（５Ａ）
【００２７】
即ち、大気中の二酸化炭素は、容器内の雨水や容器内を流通する海水中に溶け込むことになる。
【００２８】
一方、前記二酸化炭素を、一旦一酸化炭素に還元し、更に、前記放電を発生させて、前記一酸化炭素を有機物に転換する反応を促進させる場合は、まず、前記高電圧パルスによって放電を発生させることで、以下の反応式
ＣＯ２＋Ｏ→ＣＯ＋Ｏ２                      …（６Ａ）
で示される反応を促進させるようにしてもよい。
【００２９】
この場合、前記高電圧パルスによって放電を発生させることで、前記一酸化炭素と空気中の水蒸気との反応を促進させて、前記有機物を生成させるようにしてもよい。
【００３０】
あるいは、前記高電圧パルスによって放電を発生させることで、空気中の水蒸気を電離して水素を発生させ、更に、前記放電によって、前記一酸化炭素と前記水素との反応を促進させて、前記有機物を生成させるようにしてもよい。
【００３１】
また、前記高電圧パルスによって放電を発生させることで、前記有機物と空気中の酸素との反応を促進させて、別の有機物に転換させるようにしてもよい。
【００３２】
また、前記高電圧パルスによって放電を発生させることで、前記有機物と空気中の水蒸気との反応を促進させて、前記有機物よりも分子量の多い別の有機物を生成させるようにしてもよい。
【００３３】
これら生成される有機物が水溶性であれば、前記有機物が前記容器内の雨水や容器内を流通する海水中に溶け込むことになり、空気中の二酸化炭素を有効に除去することができる。
【００３４】
また、前記高電圧パルスによって放電を発生させることで、空気中の窒素分子をラジカルな窒素に変化させ、更に、前記放電によって、前記有機物と前記ラジカルな窒素との反応を促進させて、非水溶性の有機物を生成させるようにしてもよい。この場合は、非水溶性の有機物が前記容器内の雨水や容器内を流通する海水に浮遊することになるため、捕集・再利用することも可能である。
【００３５】
そして、前記リアクタが、前記パルス電源に接続された線状電極と、接地電位が印加された筒状電極とを有し、前記筒状電極の中空部に前記線状電極が挿入されている場合においては、前記ガイド手段として、前記容器まで延長された前記筒状電極とほぼ同じ径を有する筒部を有するようにしてもよい。これにより、二酸化炭素の解離によって生じたガスを筒部を通じて効率よく容器内まで導くことができ、大気中の二酸化炭素の溶解効率を高めることができる。
【００３６】
この場合、前記ガイド手段における前記筒部内に、前記二酸化炭素の解離によって生じたガスを前記容器内に強制的に導くファンを設けるようにすれば、二酸化炭素の解離によって生じたガスのほとんどを容器内に導くことができ、大気中の二酸化炭素の溶解効率の更なる向上を実現させることができる。
【００３７】
本発明において、前記パルス電源は、前記非化石エネルギ源からの直流入力電圧が印加される２つの入力端子間に直列接続されたインダクタ、第１の半導体スイッチ及び第２の半導体スイッチと、前記第１の半導体スイッチのアノード端子に接続された前記インダクタの他端にカソード端子が接続され、前記第１の半導体スイッチのゲート端子にアノード端子が接続されたダイオードとを有し、前記第２の半導体スイッチのターンオンによる前記第１の半導体スイッチの導通に伴う前記インダクタへの誘導エネルギの蓄積と、前記第２の半導体スイッチのターンオフによる前記第１の半導体スイッチのターンオフに伴って前記インダクタにおいて前記高電圧パルスを発生させるようにしてもよい。
【００３８】
この場合、まず、前記第２の半導体スイッチをターンオンすることにより、第１の半導体スイッチも導通し、前記インダクタに直流電源の電圧が印加され、該インダクタに誘導エネルギが蓄積される。その後、前記第２の半導体スイッチをターンオフさせると、前記第１の半導体スイッチも急速にターンオフするため、前記インダクタに非常に急峻に立ち上がる極めて幅の狭い高電圧パルスが発生することとなる。
【００３９】
前記インダクタで高電圧パルスの発生を行い、高電圧パルスの供給を受けるリアクタは、該インダクタと並列に接続する、あるいは前記第１の半導体スイッチと並列に接続してもよい。
【００４０】
また、前記インダクタは、１次巻線と、該１次巻線と磁気的に結合され、かつ、前記１次巻線の巻数よりも多い巻数の２次巻線とを有するようにしてもよい。この場合、前記１次巻線に、前記第１の半導体スイッチの実用的最大耐圧電圧以下の電圧を印加し、前記１次巻線の巻数をＮ１、前記２次巻線の巻数をＮ２としたとき、前記２次巻線に発生する電圧は、前記１次巻線に印加される電圧のＮ２／Ｎ１以上となる。
【００４１】
また、上述のパルス電源において、前記直流入力電圧は、前記第１の半導体スイッチのターンオン電圧以上としてもよい。
【００４２】
また、本発明に係る二酸化炭素処理方法は、非化石エネルギ源からパルス電源への電力供給によって、該パルス電源にて高電圧パルスを発生させ、発生された高電圧パルスをリアクタに供給して、該リアクタにて放電を発生させて、空気中の二酸化炭素の解離を促進させることを特徴とする。
【００４３】
これにより、例えばＣＯ２＋Ｈ２Ｏ→Ｈ２ＣＯ３で示される反応の促進、前記二酸化炭素を、一旦一酸化炭素に還元し、更に、前記放電を発生させて、前記一酸化炭素を有機物に転換する反応の促進を実現させることができ、海水や雨水等への二酸化炭素の溶解、固定化を速めることができ、例えば地球温暖化問題を解消させる上で有効となる。
【００４４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る二酸化炭素処理装置及び二酸化炭素処理方法の実施の形態例について図１〜図８を参照しながら説明する。
【００４５】
本実施の形態に係る二酸化炭素処理装置１０は、図１に示すように、非化石エネルギ源１２と、該非化石エネルギ源１２からの直流入力電圧Ｖｉｎの供給によって高電圧パルスＶＬ（又は高電圧パルスＶＬを含む高電圧パルス列Ｐｃ）を発生するパルス電源１４と、該パルス電源１４に接続され、該パルス電源１４にて発生された高電圧パルスＶＬ（又は高電圧パルス列Ｐｃ）によって放電を発生し、空気中の二酸化炭素の反応を促進させるリアクタ１６とを有する。
【００４６】
即ち、本実施の形態に係る二酸化炭素処理方法は、非化石エネルギ源１２からパルス電源１４への電力供給によって、該パルス電源１４にて高電圧パルスＶＬ（又は高電圧パルス列Ｐｃ）を発生させ、発生された高電圧パルスＶＬ（又は高電圧パルス列Ｐｃ）をリアクタ１６に供給して、該リアクタ１６にて放電を発生させて、空気中の二酸化炭素の反応を促進させることを特徴とするものである。
【００４７】
まず、本実施の形態に係る二酸化炭素処理装置１０及び二酸化炭素処理方法が適用される第１の具体例について図２〜図７を参照しながら説明する。
【００４８】
第１の具体例に係る二酸化炭素処理装置１０Ａにおいては、非化石エネルギ源１２として太陽電池２０を用いている。この太陽電池２０は、０．４Ｖを出力するセル２２が縦横方向に並べられ、合計３０個のセル２２が直列に接続されて構成されている。従って、この太陽電池２０からは１２Ｖの電圧が出力され、パルス電源１４への直流入力電圧Ｖｉｎとして１２Ｖが供給される。
【００４９】
パルス電源１４は、図３に示すように、高電圧パルス発生回路３０と、駆動信号発生回路３２とを有する。
【００５０】
高電圧パルス発生回路３０は、図３に示すように、直流入力電圧Ｖｉｎが印加される２つの入力端子３４及び３６間にキャパシタ３８が並列に接続され、更に、前記２つの入力端子３４及び３６間に、インダクタ４０、第１の半導体スイッチ４２及び第２の半導体スイッチ４４が直列に接続されている。なお、インダクタ４０の両端のうち、第１の半導体スイッチ４２のアノード端子側を一端４６と記し、前記一方の入力端子（正極）３４側を他端４８と記す。
【００５１】
この高電圧パルス発生回路３０は、また、インダクタ４０の他端４８と、第１の半導体スイッチ４２の制御端子（ゲート端子）Ｇとの間に制御端子Ｇ側がアノードとなるようにダイオード５０が挿入接続され、更に、高電圧パルスＶＬを必要とするリアクタ１６がインダクタ４０と並列に接続されている。
【００５２】
図３の例では、第２の半導体スイッチ４４が他方の入力端子（負極）３６側に設けられているが、一方の入力端子（正極）３４側に設けても同じ効果が得られることは言うまでもない。また、リアクタ１６もインダクタ４０と並列ではなく、第１の半導体スイッチ４２と並列に接続してもよい。
【００５３】
第２の半導体スイッチ４４は、この図３の例では、アバランシェ形ダイオード５２が内蔵された電力用金属酸化半導体電界効果トランジスタ（以下、パワーＭＯＳＦＥＴと記す）５４を有する。該パワーＭＯＳＦＥＴ５４のゲート端子には、駆動信号発生回路３２から駆動信号Ｖｃが供給される。
【００５４】
第１の半導体スイッチ４２は、この図３の例では、ターンオフ時の電圧上昇率（ｄｖ／ｄｔ）耐量が極めて大きく、かつ、電圧定格の高いＳＩサイリスタを用いている。
【００５５】
また、この図３の例では、駆動信号発生回路３２から出力される駆動信号Ｖｃをパルス列とすることで、高電圧パルス発生回路３０からは、複数の高電圧パルスＶＬが前記駆動信号Ｖｃのパルス列に準じて発生する高電圧パルス列Ｐｃが出力されることになる。
【００５６】
この高電圧パルス発生回路３０から出力される高電圧パルス列Ｐｃは、図４に示すように、パルス幅Ｔｐが１μｓ以下で、波高値が１０ｋＶ以上の高電圧パルスＶＬが、一定周期で出力されるパルス列である。この高電圧パルス列Ｐｃの繰り返し周波数ｆｃは１Ｈｚ以上である。
【００５７】
そして、前記駆動信号Ｖｃの出力タイミング、即ち、第２の半導体スイッチ４４をオンするタイミングを適宜変更することで、高電圧パルス列Ｐｃの繰り返し周波数ｆｃを変えることができる。なお、駆動信号Ｖｃは、第２の半導体スイッチ４４をオンする際には例えば１５Ｖの電圧信号として出力されることになる。
【００５８】
一方、リアクタ１６は、図２に示すように、パルス電源１４における高電圧パルス発生回路３０（図３参照）に接続された線状電極６０と、ＧＮＤに接続された筒状電極６２とを有し、該筒状電極６２の中空部６４に線状電極６０が挿入されて構成されている。
【００５９】
線状電極６０は、径が約１ｍｍ、長さが約３００ｍｍであり、材質はステンレスである。材質としては、その他、インコネル等の耐蝕性導電材料を使用することができる。
【００６０】
筒状電極６２は、内径が約３０ｍｍ、外径が約３３ｍｍ、長さが約３００ｍｍであり、材質はステンレスである。材質としては、その他、インコネル等の耐蝕性導電材料を使用することができる。
【００６１】
ここで、パルス電源１４における高電圧パルス発生回路３０がリアクタ１６に対して高電圧パルスＶＬを供給する時間経過について、図３の回路図と図５Ａ〜図５Ｅの動作波形図とを参照しながら説明する。
【００６２】
まず、時点ｔ０において、駆動信号発生回路３２からパワーＭＯＳＦＥＴ５４のゲート端子に駆動信号Ｖｃ（図５Ｅ参照）が供給され、パワーＭＯＳＦＥＴ５４がオフからオンになる（図５Ｄ参照）。
【００６３】
このとき、ダイオード５０の逆極性の極めて大きなインピーダンスにより、第１の半導体スイッチ４２は、ゲートＧ及びカソードＫ間に正に印加される電界効果によりターンオンする。第１の半導体スイッチ４２のアノード電流の立ち上がりは、インダクタ４０により抑制されるため、電界効果だけでも、正常なターンオンが行われる。なお、ダイオード５０と並列に抵抗を接続するか、あるいは他の電源から抵抗を介して第１の半導体スイッチ４２のゲート端子Ｇに積極的にゲート電流を流してもよいことは言うまでもない。
【００６４】
このようにして、時点ｔ０で第２の半導体スイッチ４４及び第１の半導体スイッチ４２が導通すると、インダクタ４０に、直流入力電圧Ｖｉｎとほぼ同じ電圧が印加され、インダクタ４０のインダクタンスをＬとすると、図５Ａに示すように、インダクタ４０の電流ＩＬは勾配（Ｖｉｎ／Ｌ）で時間の経過に伴って直線状に増加する。
【００６５】
前記電流ＩＬは、時点ｔ１で電流がＩｐ（＝ＶｉｎＴ０／Ｌ）となり、所望の電磁エネルギ（＝ＬＩｐ２／２）が得られると、駆動信号発生回路３２からの駆動信号Ｖｃの供給を停止し、パワーＭＯＳＦＥＴ５４をターンオフさせる（図５Ｅ参照）。
【００６６】
このとき、前記電流ＩＬの通流経路に存在するインダクタ４０以外の図示しない浮遊インダクタンス（主に配線インダクタンス）が大きいと、パワーＭＯＳＦＥＴ５４は瞬時に遮断状態とはならず、若干、電流が流れ続ける時間があり、パワーＭＯＳＦＥＴ５４の出力容量を充電し、ダイオード５２のアバランシェ電圧に達すると、該ダイオード５２がアバランシェ電圧を持ったまま導通し、大きな損失を発生させる。このため、前記浮遊インダクタンスを極力低減させることにより、ダイオード５２がアバランシェまで至らないようにし、ほぼ理想的なターンオフが行われるようにする。
【００６７】
パワーＭＯＳＦＥＴ５４がターンオフすることにより、第１の半導体スイッチ４２のカソードＫからの電流もゼロ、つまり、開放状態となるため、インダクタ４０に流れていた電流ＩＬは遮断され、インダクタ４０は残留電磁エネルギによって逆誘起電圧を発生させようとするが、ダイオード５０が作用し、インダクタ４０の電流ＩＬは、第１の半導体スイッチ４２のアノードＡ→第１の半導体スイッチ４２のゲートＧ→ダイオード５０のアノード→ダイオード５０のカソードの経路に転流する。
【００６８】
この場合、ダイオード５０が存在する分岐回路の浮遊インダクタンスも極力低くし、転流が短時間で終了するように配慮する必要がある。第１の半導体スイッチ４２は、今まで流れていた電流によって、電荷が蓄積されており、この電荷がゼロとなるまでは（ストレージ期間）、第１の半導体スイッチ４２のアノード−ゲート間は導通状態を維持するため、上記経路の電圧降下は少ない。
【００６９】
従って、インダクタ４０の逆誘起電圧ＶＬは十分低い値に抑えられるため、時間の短いストレージ期間（図５Ａの時間Ｔ１）内の前記電流ＩＬの減少はほとんどないが、該時間Ｔ１は第１の半導体スイッチ４２のゲート端子Ｇから引き抜かれる電荷量により決まる。そのため、できるだけ大きな電流（図３の例の場合は、アノード電流以上は流せない）を急峻に流し、見かけ上のターンオフ利得を１以下として時間Ｔ１を短縮し、インダクタ４０の電流ＩＬの減少を極力抑える必要がある。
【００７０】
時点ｔ２で第１の半導体スイッチ４２の内部に蓄積されていた電荷の引き抜きを完了し、空乏層がカソードＫ側並びにゲートＧ側からアノードＡ側へ広がり、ターンオフ動作を開始する。空乏層は内蔵電位で決まる量により、接合にかかる電圧が増大し、ターンオフが進行するに従い拡大し、最終的にアノードＡ近傍に到達する。
【００７１】
従って、空乏層による電気容量は、アクティブな電荷が多数存在する飽和状態（導通状態）から、構造で決まる少量の電気容量まで変化して行く。インダクタ４０の電磁エネルギによる電流が引き続きアノードＡ→ゲートＧに流れ、この空乏層の電気容量を充電する。この充電電圧、つまり、第１の半導体スイッチ４２のアノードＡ−ゲートＧ間電圧ＶＡＧは、初めは大きい電気容量のため、比較的緩やかに上昇するが、空乏層の拡がりとともに急速に上昇して行く。
【００７２】
時点ｔ３で電流ＩＬがゼロになると、図５Ｂ及び図５Ｃに示すように、電圧ＶＡＧ及びＶＬが最大となり、それぞれＶＡＰ及びＶＬＰとなる。この時点で、インダクタ４０の電磁エネルギが全て第１の半導体スイッチ４２の空乏層の電気容量に移行したことになる。
【００７３】
また、この現象は、インダクタ４０のインダクタンスと第１の半導体スイッチ４２の電気容量とによる共振動作であるため、ほぼインダクタ４０の電流ＩＬは余弦波形、第１の半導体スイッチ４２のアノードＡ−ゲートＧ間電圧ＶＡＧは正弦波形となる。
【００７４】
従って、自由に定数を決められるインダクタ４０のインダクタンスの値を選ぶことにより、インダクタ４０並びに該インダクタ４０と並列のリアクタ１６に発生する高電圧パルスＶＬのパルス幅Ｔｐをコントロールすることができる。つまり、第１の半導体スイッチ４２の電気容量の等価容量をＣとすると、パルス幅Ｔｐは、
【００７５】
【数１】
2004261745.tif 000003
【００７６】
となる。
【００７７】
時点ｔ３で最大値ＶＡＰに充電された第１の半導体スイッチ４２の空乏層の電気容量に蓄えられた電荷は、共振現象の継続により、インダクタ４０及び蓄積電荷によって逆方向に導通状態のダイオード５０の経路で放電が始まり、時点ｔ４でダイオード５０が逆回復し、非導通になるまで続く。時点ｔ４でインダクタ４０及び第１の半導体スイッチ４２の空乏層の電気容量にエネルギが残存していれば、このエネルギーによる電流は、キャパシタ３８→第２の半導体スイッチ４４のダイオード５２→第１の半導体スイッチ４２のカソードＫ→アノードＡの経路で流れる。
【００７８】
キャパシタ３８に流れる時間Ｔ４は回生動作となり、インダクタ４０及び第１の半導体スイッチ４２の空乏層の電気容量に残存しているエネルギが回生され、運転効率の向上に大きく寄与する。従って、ダイオード５０の逆回復時間を極力短縮し、時間Ｔ３を短くすることが重要となる。
【００７９】
以上の説明ではリアクタ１６を抵抗負荷のような線形性のもので説明したが、放電ギャップのような非線形なものでは、電圧の上昇中に負荷インピーダンスが急減したりして、その後の波形は図５Ａ〜図５Ｅとは違ったものとなる場合もある。
【００８０】
ところで、図３に示すパルス電源１４では、第１の半導体スイッチ４２のアノードＡ−カソードＫ間電圧はインダクタ４０の電圧とほぼ同じであるため、この第１の半導体スイッチ４２のアノードＡ−カソードＫ間電圧の耐量以上の電圧をインダクタ４０においてパルス出力させることはできない。
【００８１】
そこで、図６及び図７に示す第１及び第２の変形例に係るパルス電源１４ａ及び１４ｂは、第１の半導体スイッチ４２のアノードＡ−カソードＫ間電圧の耐量以上の電圧を、インダクタ４０においてパルス出力したい場合に好適となる。
【００８２】
まず、第１の変形例に係るパルス電源１４ａは、図６に示すように、図３に示すパルス電源１４とほぼ同様の構成を有するが、インダクタ４０が、１次巻線７０と、該１次巻線７０と磁気的に結合され、かつ、１次巻線７０の巻数よりも多い巻数の２次巻線７２とを有する点で異なる。
【００８３】
一方、第２の変形例に係るパルス電源１４ｂは、図７に示すように、インダクタ４０が、１次巻線７０と、該１次巻線７０に対して直流的に絶縁せずに１次巻線７０に加極となるように巻き足した２次巻線７２とを有する点で異なる。
【００８４】
これら第１及び第２の変形例においては、１次巻線７０と２次巻線７２間の磁気結合を密にし、漏れ磁束の発生を抑制するために、磁性体コアに巻きつけることが好ましい。
【００８５】
そして、１次巻線７０の巻数をＮ１、２次巻線７２の巻数をＮ２とすれば、第１の変形例に係るパルス電源１４ａの場合には、ＶＡＧ×（Ｎ２／  Ｎ１）の高電圧パルスＶＬをリアクタ１６に出力することができる。
【００８６】
第２の変形例に係るパルス電源１４ｂの場合には、ＶＡＧ×｛（Ｎ１＋Ｎ２）／Ｎ１｝の高電圧パルスＶＬをリアクタ１６に出力することができる。
【００８７】
このように、各パルス電源１４、１４ａ、１４ｂは、高電圧が印加される半導体スイッチとして１個の第１の半導体スイッチ４２でよく、しかも、該第１の半導体スイッチ４２のゲート駆動には、通常使用される電子回路によるゲート駆動回路を必要としない。
【００８８】
また、各パルス電源１４、１４ａ、１４ｂは、高電圧が発生又は供給される部分は、第１の半導体スイッチ４２のアノードＡとインダクタ４０の一端４６のみであり、他の回路要素は全て低電圧仕様の回路部品でよい。このことから、例えば第１の具体例に係る二酸化炭素処理装置１０Ａのように、太陽電池２０からの１２Ｖ程度の直流入力電圧Ｖｉｎからでも動作可能であり、部品の電圧定格も数１０Ｖあれば十分である。
【００８９】
従って、各パルス電源１４、１４ａ、１４ｂは、図４に示すように、パルス幅Ｔｐが１μｓ以下で、波高値が１０ｋＶ以上の高電圧パルスＶＬが、一定周期（繰り返し周波数ｆｃが１Ｈｚ以上）で出力される高電圧パルス列Ｐｃをリアクタ１６に供給する場合に好適となる。
【００９０】
そして、リアクタ１６の線状電極６０に高電圧パルスＶＬが供給されることによって、筒状電極６２の内壁と線状電極６０との間で放電が発生し、筒状電極６２の中空部６４に存在していた二酸化炭素と水との反応が促進されることになる。即ち、反応速度が遅いとされる以下の反応式（１Ｂ）で示される反応が促進される。
ＣＯ２＋Ｈ２Ｏ→Ｈ２ＣＯ３                        …（１Ｂ）
【００９１】
更に、第１の具体例に係る二酸化炭素処理装置１０Ａは、水道水や雨水等の水８０が貯留された容器８２と、前記二酸化炭素の反応によって生じたガス（炭酸水素）を容器８２内の前記水８０に導くガイド手段８４とを有する。
【００９２】
容器８２は、例えば合成樹脂や金属等で上面開口の箱型に形成され、内部に水８０が貯留されるようになっている。
【００９３】
ガイド手段８４は、リアクタ１６の筒状電極６２とほぼ同じ内径を有し、筒状電極６２の下端から容器８２内まで延在して構成された筒部８６と、該筒部８６内に配置され、二酸化炭素の反応によって生じたガスを容器８２内に強制的に導くファン８８とを有する。筒部８６は、その下端が容器８２内に挿入される程度に位置決め固定されている。
【００９４】
ファン８８は、パルス電源１４の動力源（非化石エネルギ源１２）と同様に非化石エネルギ源９０にて駆動するようになっている。この非化石エネルギ源９０としては、太陽電池、風力、波力、潮汐、温度差発電、燃料電池、地熱発電等を用いることができる。
【００９５】
そして、この二酸化炭素処理装置１０Ａを使用する場合は、例えばビルや工場等の建物の屋上に容器８２を設置し、更に容器８２上にガイド手段８４及びリアクタ１６をセットする。その後、容器８２に水道水や雨水等の水８０を貯留した後、パルス電源１４を駆動してリアクタ１６にて放電を発生させる。
【００９６】
この放電によって、上述した反応式（１Ｂ）で示される反応が発生し、該反応で生じた炭酸水素がガイド手段８４を通じて容器８２内の水８０に導かれ、以下の反応式（２Ｂ）及び（３Ｂ）が促進されることとなる。
Ｈ２ＣＯ３→Ｈ＋＋ＨＣＯ３−                    …（２Ｂ）
ＨＣＯ３−→Ｈ＋＋ＣＯ３−                      …（３Ｂ）
【００９７】
このうち、例えば反応式（２Ｂ）にて生成された炭酸水素イオン（ＨＣＯ３−）が、水８０中のカルシウムイオン（Ｃａ２＋）と反応することで、以下の反応式（４Ｂ）が起こり、炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）として沈殿する。
Ｃａ２＋＋２ＨＣＯ３−→ＣａＣＯ３＋ＣＯ２＋Ｈ２Ｏ    …（４Ｂ）
【００９８】
沈殿した炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）は、容器８２内の水８０中で、以下の反応式（５Ｂ）で示すように、平衡に不足分の炭酸水素イオン（ＨＣＯ３−）が炭酸イオン（ＣＯ３２−）に解離することになる。即ち、大気中の二酸化炭素は、容器８２内の水８０中に溶け込むことになる。
ＣａＣＯ３→Ｃａ２＋＋ＣＯ３２−                      …（５Ｂ）
【００９９】
このように、第１の具体例に係る二酸化炭素処理装置１０Ａにおいては、反応速度が遅いとされる前記反応式（１Ｂ）で示される反応が促進され、水８０中への二酸化炭素の溶解、固定化を速めることができる。パルス電源１４（１４ａ、１４ｂ）から出力される高電圧パルス列Ｐｃのパルス幅Ｔｐや繰り返し周波数ｆｃを適宜調整することによって、前記反応式（１Ｂ）で示す反応の速度を速めることが可能となる。
【０１００】
しかも、非化石エネルギ源１２及び９０（太陽電池、風力、波力、潮汐、温度差発電、燃料電池、地熱発電等）を使用することから、第１の具体例に係る二酸化炭素処理装置１０Ａの動力源から二酸化炭素が排出されるということはない。従って、第１の具体例は、例えば二酸化炭素による地球温暖化問題を解消させる上で有効となる。
【０１０１】
特に、非化石エネルギ源１２として例えば太陽電池２０を用いるようにしたので、製造コストの低廉化並びに小型化を図ることができる。
【０１０２】
また、第１の具体例では、二酸化炭素処理の反応によって発生したガス（炭酸水素）を容器８２内に導くガイド手段８４として、容器８２まで延長された筒部８６を設け、該筒部８６の内径をリアクタ１６の筒状電極６２の内径とほぼ同じにしたので、炭酸水素を筒部８６を通じて効率よく容器８２内まで導くことができ、大気中の二酸化炭素の溶解効率を高めることができる。
【０１０３】
更に、第１の具体例では、筒部８６内に、炭酸水素を容器８２内に強制的に導くファン８８を設けるようにしたので、発生した炭酸水素のほとんどを容器８２内に導くことができ、大気中の二酸化炭素の溶解効率の更なる向上を実現させることができる。
【０１０４】
次に、第２の具体例に係る二酸化炭素処理装置１０Ｂについて図８を参照しながら説明する。
【０１０５】
この第２の具体例に係る二酸化炭素処理装置１０Ｂは、図８に示すように、上述した第１の具体例に係る二酸化炭素処理装置１０Ａ（図２参照）とほぼ同様の構成を有するが、以下の点で異なる。
【０１０６】
即ち、容器１００は、互いに対向する側面がそれぞれ開口１０２及び１０４とされ、上板１０６、下板１０８及び２つの側板１１０及び１１２とを有する。つまり、容器１００の中空部１１４を通じて横方向に海水等の水１１６（以下の説明では、海水１１６と記す場合もある）が流通するように形成されている。
【０１０７】
上板１０６には、貫通孔１１８が形成され、該貫通孔１１８の径は、ガイド手段８４の筒部８６の外径よりもわずかに大とされている。この貫通孔１１８を通して筒部８６の下部が挿入され、筒部８６内を伝わる炭酸水素が容器１００内に導かれるようになっている。
【０１０８】
そして、この第２の具体例に係る二酸化炭素処理装置１０Ｂを使用する場合は、例えば海岸や船上等から吊り下げるなどの手法で海水１１６中に容器１００を設置し、更に容器１００上にガイド手段８４及びリアクタ１６をセットする。容器１００を海水１１６中に設置することで、容器１００内に海水１１６が流通することから、パルス電源１４を駆動してリアクタ１６にて放電を発生させる。
【０１０９】
リアクタ１６内で発生した放電によって例えば反応式（１Ｂ）で示す二酸化炭素の反応が発生し、該反応にて生成された炭酸水素が、ガイド手段８４を通じて容器１００内に導かれる。そして、海水１１６中で上述した反応式（２Ｂ）及び（３Ｂ）が促進され、このうち、例えば反応式（２Ｂ）にて生成された炭酸水素イオン（ＨＣＯ３−）が、海水１１６中のカルシウムイオン（Ｃａ２＋）と反応することで、上述した反応式（４Ｂ）が起こり、炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）として沈殿する。このとき、海岸近くの海洋上に二酸化炭素処理装置１０Ｂを設置した場合は、サンゴや海藻に炭酸カルシウムとして固定されることになる。
【０１１０】
沈殿した炭酸カルシウムは、海洋中で、前記反応式（５Ｂ）で示すように、平衡に不足分の炭酸水素イオンが炭酸イオンに解離することになる。即ち、この第２の具体例に係る二酸化炭素処理装置１０Ｂを使用した場合は、大気中の二酸化炭素は、容器１００を流通する海水１１６中に溶け込むことになる。
【０１１１】
この第２の具体例に係る二酸化炭素処理装置１０Ｂにおいても、上述した第１の具体例に係る二酸化炭素処理装置１０Ａと同様に、例えば二酸化炭素による地球温暖化問題を解消させる上で有効となる。
【０１１２】
特に、この第２の具体例では、海洋上に設置することができるため、パルス電源１４の動力源として太陽電池２０、ファン８８の動力源として波力や潮汐等の様々な非化石エネルギを使用することができる。
【０１１３】
上述の実施の形態では、パルス電源１４にて発生された高電圧パルスＶＬ（又は高電圧パルス列Ｐｃ）によって放電を発生させることで、上述した反応式（１Ｂ）
ＣＯ２＋Ｈ２Ｏ  →  Ｈ２ＣＯ３
で示される反応を促進させるようにしたが、その他、ＣＯ２を他の化学物質に転換して除去する方法として、前記放電を発生させてＣＯ２を一旦ＣＯに還元し、更に、放電を発生させて、前記ＣＯを有機物に転換する反応を促進させることもできる。
【０１１４】
まず、パルス電源１４にて発生された高電圧パルスＶＬ（又は高電圧パルス列Ｐｃ）によって放電を発生させることで、以下の反応式（６Ｂ）で示すように、二酸化炭素と酸素との反応が促進されて、前記二酸化炭素が一酸化炭素に還元されることになる。
ＣＯ２＋Ｏ  →  ＣＯ＋Ｏ２                          …（６Ｂ）
【０１１５】
更に、高電圧パルスＶＬ（又は高電圧パルス列Ｐｃ）によって放電を発生させることで、以下の反応式（７Ｂ）で示すように、前記一酸化炭素と空気中の水蒸気（Ｈ２Ｏ）との反応が促進されて、有機物（この場合、ギ酸）が生成される。
ＣＯ＋Ｈ２Ｏ  →  ＨＣＯＯＨ（ギ酸）              …（７Ｂ）
【０１１６】
また、パルス電源１４にて発生された高電圧パルスＶＬ（又は高電圧パルス列Ｐｃ）によって放電を発生させることで、空気中の水蒸気（Ｈ２Ｏ）が前記放電により電離される。
Ｈ２Ｏ＋ｅ−  →  Ｈ２＋（１／２）Ｏ２                …（８Ｂ）
【０１１７】
従って、前記放電、あるいは続いて生じる放電によって、上述のように還元された一酸化炭素と前記電離によって生成された水素との反応が促進され、以下の反応式（９Ｂ）、（１０Ｂ）に示すように、有機物（ホルムアルデヒド、メチルアルコール）に転換される。
ＣＯ＋Ｈ２→ＨＣＨＯ（ホルムアルデヒド）          …（９Ｂ）
ＣＯ＋２Ｈ２→ＣＨ３ＯＨ（メチルアルコール）      …（１０Ｂ）
【０１１８】
また、上述のように生成された有機物（例えばメチルアルコール）は、高電圧パルスＶＬ（又は高電圧パルス列Ｐｃ）による放電によって、以下の反応式（１１Ｂ）で示すように、空気中の酸素との反応が促進されて、別の有機物（この場合、ホルムアルデヒド）に転換される。
ＣＨ３ＯＨ＋Ｏ→ＨＣＨＯ（ホルムアルデヒド）＋Ｈ２Ｏ    …（１１Ｂ）
【０１１９】
これらの有機物はいずれも水溶性である。従って、空気中の二酸化炭素が連続した放電によって上述した水溶性の有機物に転換し、例えば図２に示すように、容器８２内に貯留された水８０や、図８に示すように、容器１００内を流通する海水１１６中に溶解することとなる。
【０１２０】
また、これらの低分子量の有機物が、更なる放電によって、例えば空気中の水蒸気との反応が促進され、以下の反応式（１２Ｂ）に示すように、分子量の大きいブドウ糖が生成されることになる。
ＣＯ２＋Ｈ２Ｏ→（１／６）Ｃ６Ｈ１２Ｏ６＋Ｏ２            …（１２Ｂ）
【０１２１】
更に、上述のようなパルス放電では、空気中の窒素分子も一部ラジカルに変わることから、このラジカルな窒素と、上述のように生成された有機物との反応が促進されて、以下の反応式（１３Ｂ）に示すように、アミノ酸のような非水溶性の化合物となる。生成される化合物としては、例えばグリシン（Ｃ２Ｈ５ＮＯ２）等が挙げられる。
Ｎ２→Ｎ＋Ｎ
Ｎ＋ＣｋＨｍＯｎ→アミノ酸（ｋ，ｍ，ｎは正の整数）    …（１３Ｂ）
【０１２２】
水溶性であれば飽和濃度まで水中に拡散してゆき、非水溶性であれば水に浮遊することから捕集・再利用することも可能である。
【０１２３】
なお、本発明に係る二酸化炭素処理装置及び二酸化処理方法は、上述の実施の形態に限らず、この発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることは勿論である。
【０１２４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る二酸化炭素処理装置によれば、海水や雨水等への二酸化炭素の溶解、固定化を速めることができ、例えば地球温暖化問題を解消させる上で有効となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態に係る二酸化炭素処理装置を示す構成図である。
【図２】第１の具体例に係る二酸化炭素処理装置を示す構成図である。
【図３】パルス電源を示す図である。
【図４】高電圧パルス発生回路から出力される高電圧パルス列を示す波形図である。
【図５】図５Ａ〜図５Ｅは図３に示す高電圧パルス発生回路の各部の電圧および電流の動作波形を説明する図である。
【図６】第１の変形例に係るパルス電源を示す図である。
【図７】第２の変形例に係るパルス電源を示す図である。
【図８】第２の具体例に係る二酸化炭素処理装置を示す構成図である。
【符号の説明】
１０、１０Ａ、１０Ｂ…二酸化炭素処理装置  １２、９０…非化石エネルギ源
１４、１４ａ、１４ｂ…パルス電源          １６…リアクタ
２０…太陽電池                            ３０…高電圧パルス発生回路
４０…インダクタ                          ４２…第１の半導体スイッチ
４４…第２の半導体スイッチ                ５０…ダイオード
６０…線状電極                            ６２…筒状電極
６４…中空部                              ８０…水
８２、１００…容器                        ８４…ガイド手段
８６…筒部                                ８８…ファン
１１６…海水
【図１】
2004261745.tif 000004
【図２】
2004261745.tif 000005
【図３】
2004261745.tif 000006
【図４】
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【図５】
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【図６】
2004261745.tif 000009
【図７】
2004261745.tif 000010
【図８】
2004261745.tif 000011