(57)【要約】【課題】二酸化炭素を簡易な構成で植物育成室内に供給しうる二酸化炭素供給システム、二酸化炭素供給方法及びプログラムを提供する。【解決手段】二酸化炭素供給システムの二酸化炭素濃度測定部４０は、育成対象の植物が内部に配置された植物育成室２０内の二酸化炭素濃度を測定する。炭酸塩保持部３０は、植物育成室２０内に配置され、炭酸塩３１を保持する。酸性物質供給部５０は、保持された炭酸塩３１に酸性物質を供給する。二酸化炭素濃度制御部６０は、二酸化炭素濃度測定部４０の測定結果に基づいて、酸性物質供給部５０を制御して、酸性物質を炭酸塩３１に供給させる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
育成対象の植物が内部に配置された植物育成室内の二酸化炭素濃度を測定する二酸化炭素濃度測定部と、
前記植物育成室内に配置され、炭酸塩を保持する炭酸塩保持部と、
保持された前記炭酸塩に酸性物質を供給する酸性物質供給部と、
前記二酸化炭素濃度測定部の測定結果に基づいて、前記酸性物質供給部を制御して、前記酸性物質を前記炭酸塩に供給させる二酸化炭素濃度制御部と、を含む、二酸化炭素供給システム。
【請求項２】
有機物から二酸化炭素と水素の混合物を生成する有機化合物改質部と、生成した前記二酸化炭素と水素を分離するＣＯ２／Ｈ２分離部と、分離された前記二酸化炭素を炭酸塩として固定化する二酸化炭素固定化部とをさらに含み、
前記二酸化炭素固定化部は、前記ＣＯ２／Ｈ２分離部により分離された前記二酸化炭素と、周期表第２族元素の酸化物又は水酸化物とを反応させて前記炭酸塩を生成する、請求項１に記載の二酸化炭素供給システム。
【請求項３】
前記ＣＯ２／Ｈ２分離部により分離された前記水素を燃料として用いる燃料電池をさらに含み、
前記燃料電池は前記水素を燃料として発電した電力を前記二酸化炭素濃度制御部と前記二酸化炭素濃度測定部のうちの少なくとも１つに供給し、前記二酸化炭素濃度制御部と前記二酸化炭素濃度測定部のうちの少なくとも１つは供給された前記電力を消費して動作する、請求項２に記載の二酸化炭素供給システム。
【請求項４】
前記二酸化炭素濃度制御部は、目標とする二酸化炭素濃度と前記二酸化炭素濃度の測定値の差に基づいて、前記酸性物質の供給量を調整する制御を行う、請求項１から３のいずれか一項に記載の二酸化炭素供給システム。
【請求項５】
前記酸性物質は酸性液であり、
前記二酸化炭素濃度制御部は、前記二酸化炭素濃度測定部の測定値があらかじめ定めた規定値以下の場合に、目標とする二酸化炭素濃度と前記二酸化炭素濃度の測定値から必要な二酸化炭素供給量を計算し、前記酸性液の濃度と供給速度からバルブの開時間を計算して前記バルブの開閉制御を行う、請求項１から３のいずれか一項に記載の二酸化炭素供給システム。
【請求項６】
育成対象の植物が内部に配置された植物育成室内の二酸化炭素濃度を測定する工程と、
前記二酸化炭素濃度の測定結果に基づいて、前記植物育成室内に配置された炭酸塩に酸性物質を供給する工程と、
を含む、二酸化炭素供給方法。
【請求項７】
有機化合物を改質して二酸化炭素と水素の混合物を得る工程と、
前記有機化合物を改質して得られた二酸化炭素と水素を分離する工程と、
前記二酸化炭素と水素を分離する工程で得られた二酸化炭素を、周期表第２族元素の酸化物又は水酸化物と反応させて前記炭酸塩を得る工程と、
をさらに含む、請求項６に記載の二酸化炭素供給方法。
【請求項８】
前記二酸化炭素と水素を分離する工程で得られた水素を燃料電池の燃料として用いて発電する工程をさらに含み、前記発電する工程で得られる電力の少なくとも一部を前記二酸化炭素濃度を測定する工程及び前記酸性物質を供給する工程のうち少なくとも１つの工程の動力源として用いる、請求項７に記載の二酸化炭素供給方法。
【請求項９】
前記有機化合物は、炭素数が１から５の炭化水素又はアルコールを用いる、請求項７又は８に記載の二酸化炭素供給方法。
【請求項１０】
前記有機化合物は、バイオマス原料から得られる炭化水素又はアルコールを用いる、請求項７又は８に記載の二酸化炭素供給方法。
【請求項１１】
コンピュータに、
育成対象の植物が内部に配置された植物育成室内の二酸化炭素濃度を測定させるステップと、
前記二酸化炭素濃度の測定結果に基づいて、前記植物育成室内に配置された炭酸塩に酸性物質を供給させるステップと、
を実行させる、プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、二酸化炭素供給システム、二酸化炭素供給方法及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
制御された（閉じた）環境下にある植物育成室内で植物の栽培を行う技術が知られている。このような植物育成室内は、閉じた環境下にあるので植物の光合成が進んでいくと室内の二酸化炭素濃度が次第に希薄になってくる。二酸化炭素濃度が希薄になると植物の育成に影響が出るため、二酸化炭素を供給し、その濃度を最適に保つ必要がある。二酸化炭素を供給する方法として、例えば換気を行って外気を導入する方法が考えられるが、温度や湿度も同時に変わってしまい制御性に影響が出る上に、外気以上の二酸化炭素濃度にすることはできない。そのため、植物育成室に二酸化炭素を外部から供給する方法が検討されている。
【０００３】
例えば、特許文献１は、揮発性有機化合物（ＶＯＣ：Ｖｏｌａｔｉｌｅ  Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｃｏｍｐｏｕｎｄｓ）を燃焼して発電する発電機が排出する二酸化炭素を吸着式ＣＯ２分離装置で回収し、栽培設備へ供給するシステムを開示している。
【０００４】
また、特許文献２は、産業プラントから排出された二酸化炭素をドライアイスとして回収し、植物工場で再利用する技術を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１４−００００３７号公報
【特許文献２】特開２０１１−２５０７５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に開示の技術は、二酸化炭素を吸着により固定化しているので、温度等の条件によっては二酸化炭素が容易に放出されてしまうという不安定さがある。特許文献２に開示の技術は、二酸化炭素をドライアイス化するために大きな電力を要する上に、温度等の条件によっては二酸化炭素が容易に昇華してしまうという不安定さがある。また、いずれの技術も固定化された二酸化炭素を植物の育成のために供給するために大がかりな設備が必要である。
【０００７】
本発明は、以上のような課題を解決するものであり、簡易な構成で、安定な二酸化炭素源を用いて、二酸化炭素を植物育成室内に供給しうる二酸化炭素供給システム、二酸化炭素供給方法及びプログラム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】
上記目的を達成するため、本発明に係る二酸化炭素供給システムは、
育成対象の植物が内部に配置された植物育成室内の二酸化炭素濃度を測定する二酸化炭素濃度測定部と、
前記植物育成室内に配置された、炭酸塩を保持する炭酸塩保持部と、
保持された前記炭酸塩に酸性物質を供給する酸性物質供給部と、
前記二酸化炭素濃度測定部の測定結果に基づいて、前記酸性物質供給部を制御して、前記酸性物質を前記炭酸塩に供給させる二酸化炭素濃度制御部と、を含む。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、植物育成室内での植物育成に利用するために、簡易な構成で、安定な二酸化炭素源を用いて、二酸化炭素を植物育成室内に供給することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施形態に係る二酸化炭素供給システムのうち、二酸化炭素生成分離固定システムの装置構成概略図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る二酸化炭素供給システムのうち、二酸化炭素再生供給システムの装置構成概略図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る、二酸化炭素濃度制御部の構成を示すブロック図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る、二酸化炭素濃度制御部の制御フロー図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る、二酸化炭素濃度制御部のバルブ開所要時間算出処理フロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明の実施の形態に係る二酸化炭素供給システムと二酸化炭素供給方法を図面を参照して詳細に説明する。
【００１２】
（実施形態１）
本実施形態に係る二酸化炭素供給システムは、図１と図２に示すように、有機化合物を改質して二酸化炭素を生成し、生成した二酸化炭素を分離及び固定する二酸化炭素生成分離固定システム１０１（図１）と、二酸化炭素生成分離固定システム１０１によって固定された二酸化炭素を再生して植物育成室内に供給する二酸化炭素再生供給システム１０２（図２）と、を含む。
【００１３】
まず、本実施形態に係る二酸化炭素供給システムのうち、二酸化炭素生成分離固定システム１０１について説明する。
【００１４】
図１に示すように、二酸化炭素生成分離固定システム１０１は、有機化合物改質部１１、ＣＯ２／Ｈ２分離部１２、二酸化炭素固定化部１３、及び燃料電池１４を含む。
【００１５】
有機化合物改質部１１は、有機化合物を改質して、二酸化炭素と水素の混合物を生成し、ＣＯ２／Ｈ２分離部１２に供給する装置である。なお、本明細書において改質とは、有機化合物から二酸化炭素と水素とを生成させることをいい、その具体的手法は、水蒸気を用いてもよく、酸化反応を含んでもよい。
【００１６】
より具体的に説明すると、有機化合物改質部１１は、例えば、下記（Ａ−１）〜（Ａ−３）に例示する反応式に示す反応処理を実行することにより、有機化合物を改質し、二酸化炭素と水素の混合物に分解する。
【００１７】
（Ａ−１）  ＣＨ３ＯＨ＋Ｈ２Ｏ  →  ＣＯ２＋３Ｈ２  （メタノール改質）
（Ａ−２）  Ｃ２Ｈ５ＯＨ＋３Ｈ２Ｏ  →  ２ＣＯ２＋６Ｈ２  （エタノール改質）
（Ａ−３）  ＣＨ４＋Ｈ２Ｏ  →  ＣＯ＋３Ｈ２
ＣＯ＋１／２Ｏ２  →  ＣＯ２  （メタン改質／ＣＯ酸化）
【００１８】
（Ａ−１）に示す改質反応を実現する場合には、有機化合物改質部１１は、例えばＣｕ／ＺｎＯ／Ａｌ２Ｏ３触媒を保持した通路にメタノールと水の混合蒸気を２８０℃で通過させ、二酸化炭素と水素に改質する（例えばＹ．  Ｋａｗａｍｕｒａ  ｅｔ  ａｌ．，  Ａ  ｍｉｎｉａｔｕｒｉｚｅｄ  ｍｅｔｈａｎｏｌ  ｒｅｆｏｒｍｅｒ  ｗｉｔｈ  Ｓｉ−ｂａｓｅｄ  ｍｉｃｒｏｒｅａｃｔｏｒ  ｆｏｒ  ａ  ｓｍａｌｌ  ＰＥＭＦＣ，  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ  Ｓｃｉｅｎｃｅ，  ６１（２００６），  ｐｐ１０９２−１１０１参照）。また、例えば、（Ａ−３）に示すメタンから水素と二酸化炭素の混合物を生成する反応を行うには、例えば、高温下でニッケル、白金、ルテニウム、ロジウム又はパラジウム等の金属触媒に有機化合物を接触させることにより、有機化合物を分解する構成を採用することができる。
【００１９】
なお、改質対象の有機化合物は任意であるが、例えば、化石燃料由来やバイオマス由来の有機化合物が用いられる。このうち、上述したメタノール、エタノールのような炭素数の少ない低級アルコール類は取り扱いやすく、比較的低温で改質することができる。またメタン等の炭素数の少ない炭化水素類や低級アルコール類は、化石燃料由来のみならず、家庭からの生ごみ等のさまざまなバイオマス原料から発酵等により得られる資源でもあり、環境負担の少ないエネルギー資源としてその活用を図る観点でも好ましい。このような理由で有機化合物の炭素数は１〜５であることが好ましいが、これら以外の有機化合物も改質材料に用いることができる。
【００２０】
ＣＯ２／Ｈ２分離部１２は、有機化合物改質部１１から、二酸化炭素と水素の混合物の供給を受け、これを二酸化炭素と水素に分離する装置であり、吸着分離装置、膜分離装置又は液化分離装置から構成される。ＣＯ２／Ｈ２分離部１２は、分離した二酸化炭素を二酸化炭素固定化部１３に供給し、分離した水素を燃料電池１４に供給する。
【００２１】
二酸化炭素固定化部１３は、ＣＯ２／Ｈ２分離部１２から供給された二酸化炭素を炭酸塩として固定化する装置である。二酸化炭素固定化部１３で製造された炭酸塩Ａは、図１及び図２に示すように、二酸化炭素再生供給システム１０２において、二酸化炭素を生成するための原料として使用される。
【００２２】
二酸化炭素を炭酸塩として固定化する手法は、任意であるが、特に炭酸塩は、カルシウム、マグネシウム、バリウム等の周期表第２族元素の炭酸塩が取り扱いや入手が容易でかつ安定であり、特に炭酸カルシウムが好ましい。例えば、下記（Ｂ−１）或いは（Ｂ−２）式に示す反応処理を実行することにより、炭酸塩として固定化する。
（Ｂ−１）  ＣａＯ＋ＣＯ２  →  ＣａＣＯ３  （生石灰→炭酸カルシウム）
（Ｂ−２）  Ｃａ（ＯＨ）２＋ＣＯ２  →  ＣａＣＯ３＋Ｈ２Ｏ  （消石灰→炭酸カルシウム）
【００２３】
上記の（Ｂ−１）式は酸化カルシウム（生石灰）に二酸化炭素を吸収させて炭酸カルシウムを生成する反応式であり、（Ｂ−２）式は、水酸化カルシウム（消石灰）に二酸化炭素を吸収させて炭酸カルシウムを生成する反応式である。このような吸収反応を行う装置は公知のものを利用することができる。生成された炭酸塩は、二酸化炭素を安定に固定化した固体として回収でき、気体状の二酸化炭素よりも容積が小さく取り扱いが容易で、これから二酸化炭素を再生成（再生）することも容易であるという利点を有する。
【００２４】
燃料電池１４は、固体高分子型燃料電池から構成され、ＣＯ２／Ｈ２分離部１２から供給された水素を燃料として発電し、図１及び図２に示すように、発生した電力Ｐを、二酸化炭素再生供給システム１０２の後述する二酸化炭素濃度制御部６０と二酸化炭素濃度測定部４０とに動作用電力として供給する。
【００２５】
次に、二酸化炭素生成分離固定システム１０１により生成された炭酸塩から二酸化炭素を再生して植物の栄養源として植物育成室２０内に供給する二酸化炭素再生供給システム１０２について図２を参照して説明する。
【００２６】
図２に示すように、二酸化炭素再生供給システム１０２は、炭酸塩保持部３０、二酸化炭素濃度測定部４０、酸性液供給部（酸性物質供給部）５０、二酸化炭素濃度制御部６０、送風機７０を含む。
【００２７】
炭酸塩保持部３０は、植物育成室２０内に配置され、二酸化炭素生成分離固定システム１０１の二酸化炭素固定化部１３にて二酸化炭素を固定化して得られた炭酸塩３１（炭酸塩Ａ）を保持する。
【００２８】
二酸化炭素濃度測定部４０は、植物育成室２０内の二酸化炭素濃度を測定する。なお、図２では、二酸化炭素濃度測定部４０全体が植物育成室２０内に配置されている例を示したが、植物育成室２０の内部に配置されるのはセンサー部だけでもよい。二酸化炭素濃度測定部４０は、測定した二酸化炭素濃度を定期的に二酸化炭素濃度制御部６０に送る。なお、二酸化炭素濃度測定部４０は、燃料電池１４が発電した電力Ｐを消費して動作する。
【００２９】
酸性液供給部５０は、二酸化炭素濃度制御部６０の制御に従って、炭酸塩保持部３０に保持された炭酸塩３１に酸性液（酸性物質）を供給することにより、二酸化炭素を発生させる装置である。
酸性液供給部５０は、酸性液を保持する酸性液タンク５１、先端部が炭酸塩保持部３０内に配置された配管５２、配管５２の途中に設置された（電磁）バルブ５３及びポンプ５４を含む。これらの部材は植物育成室２０の外部に設けられており、配管５２の先端部を植物育成室２０の内部に貫通させて炭酸塩保持部３０まで引き回している。
【００３０】
酸性液タンク５１は、炭酸塩３１と反応することにより、二酸化炭素を発生する酸性液を貯蔵する。酸性液は、塩酸、硝酸、硫酸等の強酸溶液が好ましい。溶液の濃度は適宜設定することができる。
配管５２は、酸性液タンク５１に貯蔵された酸性液を酸性液タンク５１から炭酸塩保持部３０に保持された炭酸塩３１まで輸送する。
電磁バルブ５３は、二酸化炭素濃度制御部６０の制御に従って開閉することにより、酸性液を炭酸塩３１に送液する。
ポンプ５４は、二酸化炭素濃度制御部６０の制御に従って酸性液を送出する。なお、ここでは酸性液を直接炭酸塩３１に供給しているが、霧化部材を付加して酸性液を霧状にして噴霧して供給してもよい。
酸性液を炭酸塩３１に供給することにより、炭酸塩保持部３０内では二酸化炭素再生反応が行われる。例えば炭酸カルシウムに塩酸を供給した場合、（Ｃ−１）式に示すように二酸化炭素が生成し、あとには副生成物として塩化カルシウムと水が残る。
【００３１】
（Ｃ−１）  ＣａＣＯ３＋２ＨＣｌ  →  ＣａＣｌ２＋Ｈ２Ｏ＋ＣＯ２
【００３２】
二酸化炭素濃度制御部６０は、コンピュータから構成され、植物育成室２０の外部に配置され、植物育成室２０内の二酸化炭素濃度を制御する。具体的には、二酸化炭素濃度制御部６０は、二酸化炭素濃度測定部４０の測定結果に基づいて、酸性液供給部５０を制御して、酸性液を炭酸塩３１に供給させる。なお、二酸化炭素濃度制御部６０は、燃料電池１４が発電した電力Ｐを消費して動作する。
【００３３】
より詳細に説明すれば、二酸化炭素濃度制御部６０は、二酸化炭素濃度測定部４０により測定された二酸化炭素濃度を定期的に受け取り、その濃度値があらかじめ定めた規定濃度値（下限値）以下の場合、あらかじめ定めた二酸化炭素目標濃度値まで高めるべく、電磁バルブ５３を開き、ポンプ５４を起動する。これにより、植物育成室２０内に配置した炭酸塩保持部３０が保持した炭酸塩３１に向けて、酸性液が供給される。この結果、炭酸塩３１と酸性液が反応して二酸化炭素が発生する。炭酸塩保持部３０は植物育成室２０の内部に対して開放されており、発生した二酸化炭素は植物育成室２０内に拡散する。送風機７０は植物育成室２０内の二酸化炭素の拡散・均一化を促進する。
【００３４】
炭酸塩保持部３０に炭酸塩（例えば炭酸カルシウム）３１を補給する方法、及び生成した副生成物（例えば塩化カルシウム）を炭酸塩保持部３０から排出する方法は、人の手で適宜補給・排出してもよいし、あるいは自動的に補給・排出する装置を付加してもよい。
【００３５】
二酸化炭素濃度制御部６０は、その機能が達成できれば、その構成は任意であるが、例えば、図３に示すように、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）６１と、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）６２と、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）６３と、ＲＴＣ（Ｒｅａｌ  Ｔｉｍｅ  Ｃｌｏｃｋ）６４と、記憶部６５と、操作部６６と、表示部６７と、二酸化炭素濃度測定部との通信部６８と、酸性液供給部との通信部６９と、から構成される。
【００３６】
ＣＰＵ６１は、ＲＴＣ６４により時間を計測し、ＲＡＭ６３をワークメモリとして用いながら、ＲＯＭ６２や記憶部６５に記憶されている各種プログラムを適宜実行することにより、二酸化炭素濃度を制御する。
【００３７】
ＲＴＣ６４は現在時刻や経過時間を計測する。
【００３８】
記憶部６５はハードディスク装置やフラッシュメモリ等から構成され、二酸化炭素濃度制御部６０が各種処理を行うために使用するプログラム及びデータ、二酸化炭素濃度制御部６０が各種処理を行うことにより生成又は取得するデータ、制御記録等を記憶する。
【００３９】
操作部６６は、ユーザが例えば制御パターンの選択や二酸化炭素の目標濃度及び下限値等の設定・変更を行うタッチパネルやキーボード等の入力部である。
【００４０】
表示部６７は例えば液晶ディスプレイであり、選択した制御パターンや二酸化炭素の目標濃度値及び測定値等を表示する。
【００４１】
通信部６８は、ＣＰＵ６１からの二酸化炭素濃度送信指示を二酸化炭素濃度測定部４０に送信し、二酸化炭素濃度測定部４０により送信された二酸化炭素濃度データ等を受信してＣＰＵ６１に送る。
【００４２】
通信部６９は、ＣＰＵ６１からのバルブの開閉等の指示を酸性液供給部５０に送信し、操作結果等を受信してＣＰＵ６１に送る。
【００４３】
上記構成を有する二酸化炭素生成分離固定システム１０１と二酸化炭素再生供給システム１０２により、植物育成室２０内への二酸化炭素の供給を制御する動作を説明する。
まず、二酸化炭素生成分離固定システム１０１において、有機化合物から炭酸塩を製造する。具体的には、有機化合物を有機化合物改質部１１で改質して二酸化炭素と水素との混合物を製造する。次にこの混合物をＣＯ２／Ｈ２分離部１２で二酸化炭素と水素に分離する。次に分離した二酸化炭素を、二酸化炭素固定化部１３にて炭酸塩として固定化する。なお、分離した水素は、燃料電池１４の燃料として使用して、二酸化炭素再生供給システム１０２の各装置を駆動する動力を得ることができる。
【００４４】
次に、二酸化炭素再生供給システム１０２において、二酸化炭素生成分離固定システム１０１で製造した炭酸塩を植物育成室２０内に配置し、その炭酸塩に、酸性液供給部５０から酸性液を供給することにより、二酸化炭素を生成して植物育成室２０に供給する。このとき、植物育成室２０内の二酸化炭素濃度を二酸化炭素濃度測定部４０が測定し、その測定結果に基づいて、二酸化炭素濃度が目標値となるように、二酸化炭素濃度制御部６０が酸性液供給部５０を制御する。以上のようにして、植物育成室２０内に必要な量の二酸化炭素を供給する動作を行う。
【００４５】
次に、二酸化炭素濃度制御の一例について図４を用いて説明する。二酸化炭素濃度制御部６０は、ＣＰＵ６１の制御のもと、図４のフローチャートに示すように動作する。
【００４６】
具体的に説明すると、二酸化炭素濃度制御部６０は、二酸化炭素濃度測定部４０が常時測定する二酸化炭素濃度データを所定の時間間隔で受け取って（ステップＳ１００）、植物育成室２０内の二酸化炭素濃度があらかじめ定めた二酸化炭素濃度下限値である規定の濃度値（例えば４００ｐｐｍ）以下であるかどうか判定する（ステップＳ１１０）。判定の結果、規定濃度値以下と判定すると（ステップＳ１１０：Ｙｅｓ）、二酸化炭素濃度制御部６０は、あらかじめ定めた二酸化炭素濃度の目標値に到達するのに必要な酸性液を供給するための、バルブ開とする所要時間を算出する処理を行う（ステップＳ１２０）。所要時間算出処理の詳細については後述する。所要時間を算出すると二酸化炭素濃度制御部６０は、（電磁）バルブ５３を開き（ステップＳ１３０）、バルブ５３を開いてからの経過時間をＲＴＣ６４によって測定する。そして経過時間が所要時間に達すると、バルブ５３を閉じる（ステップＳ１４０）。そして二酸化炭素濃度が植物育成室内で均一になると予想される所定の時間が経過したのち、二酸化炭素濃度制御処理は、再び二酸化炭素濃度測定部から濃度データを受け取るステップ（ステップＳ１００）に戻る。一方、二酸化炭素濃度制御部６０は、ステップＳ１１０で規定濃度以下ではないと判定すると（ステップＳ１１０：Ｎｏ）、バルブ開閉操作はせず、所定の時間経過後にステップＳ１００に戻る。
【００４７】
ステップＳ１２０におけるあらかじめ定めた二酸化炭素濃度の目標値に到達するために必要な酸性液を供給するための所要時間を算出する処理の一例について、図５を用いて説明する。まず、二酸化炭素濃度制御部６０は、制御目標とする二酸化炭素濃度値と、測定された二酸化炭素濃度値との差を算出する（ステップＳ２００）。次に、二酸化炭素濃度制御部６０は、二酸化炭素目標濃度値にするために必要な二酸化炭素供給量を、算出した二酸化炭素濃度差と植物育成室２０の容積とを乗算することにより、算出する（ステップＳ２１０）。次に、二酸化炭素濃度制御部６０は、必要な二酸化炭素供給量を反応により生成させるための酸性液の供給量を算出する（ステップＳ２２０）。これは、算出した二酸化炭素供給量、酸性液と炭酸塩との反応式及び酸性液の濃度から算出することができる。次に、二酸化炭素濃度制御部６０は、算出した酸性液供給量をバルブ５３を開としたときの酸性液供給速度で除算することにより、バルブ５３の開時間を算出する（ステップＳ２３０）。
【００４８】
このように目標濃度値に到達するために酸性液を供給するバルブの開時間が計算され、その時間だけバルブを開くことで精度のよい二酸化炭素濃度制御が可能となる。目標とする二酸化炭素濃度設定値、二酸化炭素濃度下限値である規定の濃度値、バルブの開度と酸性液の供給量との関係式、二酸化炭素供給量と酸性液の供給量との関係式等は、二酸化炭素濃度制御部６０のＲＯＭ６２や記憶部６５にあらかじめ記憶させておけばよい。
【００４９】
以上のようなシステムにより、安定な二酸化炭素源である炭酸塩から、植物育成室２０の内部で直接二酸化炭素を安定して発生・拡散させることができる。したがって別途調製した気体状の二酸化炭素を配管等で植物育成室内に送り込む必要がない。そして二酸化炭素を生成させるための酸性液供給部５０は簡易な装置で実現可能である。即ち、植物育成室内での植物育成に利用する二酸化炭素を簡便に供給することができる。
【００５０】
（変形例）
上記の実施形態１で説明した個々の要素技術は、説明した装置構成に限らず、公知の技術を適用可能である。
【００５１】
例えば酸性液供給部５０は図２の例に限られず、種々の公知の方法で構成できる。例えばバルブ５３は電磁バルブに限らず種々の遠隔開閉バルブを用いることができる。ポンプ５４を用いずに、酸性液タンク５１を高所に設けてバルブ５３を開けることにより自然流下させてもよい。またバルブ開閉制御ではなく、定量ポンプを用いて酸性液を定量的に供給してもよい。なお、植物育成室２０の内部の送風機７０は配置せず、二酸化炭素を自然拡散させることでもよい。
【００５２】
また二酸化炭素濃度制御部６０が行う制御方法は上記の例に限らず、種々の形態が可能である。例えば、上記実施形態では、定期的に取得した二酸化炭素濃度が下限値以下となったときに計算された所要時間だけバルブを開けて、その時間の経過後は二酸化炭素濃度に関係なく閉じるという制御形態であるが、二酸化炭素濃度を連続的に取得してバルブ開閉操作を行っても良い。またバルブの開閉（オンオフ）制御ではなく、バルブの開度と酸性液の流量の関係式をあらかじめ取得しておき、二酸化炭素目標濃度値と測定値との差に応じてバルブ開度を調整して酸性液供給量を調整するＰＩＤ制御（Ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌ−Ｉｎｔｅｇｒａｌ−Ｄｅｒｉｖａｔｉｖｅ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）を用いてもよい。またポンプ流量を制御することによって酸性液供給量を調整してもよい。
【００５３】
二酸化炭素濃度の下限を定める規定濃度値、植物育成室内の二酸化炭素目標濃度値や濃度測定間隔なども植物の種類や設備規模等により自由に選択可能である。つまり自由な制御の組み合わせが可能である。
【００５４】
また二酸化炭素濃度測定部（センサー）は、特定の波長（４．３μｍ）の赤外線吸光度を測定して二酸化炭素濃度に換算する方法、クロマトグラフのように分離後たとえばガスの熱伝導を測定する方法、水素を供給してメタン化後に燃焼させて発熱量を測定する方法、電気化学原理を利用する方法等があるが、常時監視および簡便さという点では赤外線吸光度測定法が好ましい。
【００５５】
有機化合物を改質して得た水素を燃料電池の燃料に用いて発電した電力は自由に利用可能であるが、植物育成に関連して用いることができる。前述のように二酸化炭素濃度制御部や二酸化炭素濃度測定部に用いる以外に、例えば光合成用の照明、ヒータ、各種センサー、水循環ポンプ、送風ポンプ等に用いることができる。燃料電池については、固体高分子型燃料電池以外にも水素を燃料とする種々の燃料電池が公知であり、本発明でも利用可能である。
【００５６】
なお、上記実施形態では、炭酸塩は有機化合物を改質して製造した二酸化炭素を用いて製造したが、異なる方法で得られた二酸化炭素から製造された炭酸塩を用いてもよい。また、二酸化炭素からではなく、他の方法によって得られた炭酸塩を用いてもよい。
【００５７】
なお、本発明の実施形態に係るプログラムは、コンピュータに、育成対象の植物が内部に配置された植物育成室内の二酸化炭素濃度を二酸化炭素濃度測定部に測定させるステップと、二酸化炭素濃度測定部による二酸化炭素濃度の測定結果に基づいて、酸性物質供給部に、植物育成室内に配置された炭酸塩に酸性物質を供給させるステップと、を実行させる。また、このようなプログラムは上記説明した装置を制御する各種ステップを含んでもよい。
【００５８】
また、このようなプログラムの適用方法は任意である。プログラムを、例えばフレキシブルディスク、ＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ  Ｄｉｓｃ）−ＲＯＭ、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ    Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ  Ｄｉｓｃ）−ＲＯＭ、メモリカード等のコンピュータ読み取り可能な記憶媒体に格納して適用できる。さらに、プログラムを搬送波に重畳し、インターネットなどの通信媒体を介して適用することもできる。例えば、通信ネットワーク上の掲示板（ＢＢＳ：Ｂｕｌｌｅｔｉｎ  Ｂｏａｒｄ  Ｓｙｓｔｅｍ）にプログラムを掲示して配信してもよい。そして、このプログラムを起動し、ＯＳ（Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）の制御下で、他のアプリケーションプログラムと同様に実行することにより、上記の処理を実行できるように構成してもよい。
【００５９】
以上、本発明のいくつかの実施例を説明したが、本発明は特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。以下に、本出願の当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
【００６０】
（付記１）
育成対象の植物が内部に配置された植物育成室内の二酸化炭素濃度を測定する二酸化炭素濃度測定部と、
前記植物育成室内に配置され、炭酸塩を保持する炭酸塩保持部と、
保持された前記炭酸塩に酸性物質を供給する酸性物質供給部と、
前記二酸化炭素濃度測定部の測定結果に基づいて、前記酸性物質供給部を制御して、前記酸性物質を前記炭酸塩に供給させる二酸化炭素濃度制御部と、を含む、二酸化炭素供給システム。
【００６１】
（付記２）
有機物から二酸化炭素と水素の混合物を生成する有機化合物改質部と、生成した前記二酸化炭素と水素を分離するＣＯ２／Ｈ２分離部と、分離された前記二酸化炭素を炭酸塩として固定化する二酸化炭素固定化部とをさらに含み、
前記二酸化炭素固定化部は、前記ＣＯ２／Ｈ２分離部により分離された前記二酸化炭素と、周期表第２族元素の酸化物又は水酸化物とを反応させて前記炭酸塩を生成する、付記１に記載の二酸化炭素供給システム。
【００６２】
（付記３）
前記ＣＯ２／Ｈ２分離部により分離された前記水素を燃料として用いる燃料電池をさらに含み、
前記燃料電池は前記水素を燃料として発電した電力を前記二酸化炭素濃度制御部と前記二酸化炭素濃度測定部のうちの少なくとも１つに供給し、前記二酸化炭素濃度制御部と前記二酸化炭素濃度測定部のうちの少なくとも１つは供給された前記電力を消費して動作する、付記２に記載の二酸化炭素供給システム。
【００６３】
（付記４）
前記二酸化炭素濃度制御部は、目標とする二酸化炭素濃度と前記二酸化炭素濃度の測定値の差に基づいて、前記酸性物質の供給量を調整する制御を行う、付記１から３のいずれかに記載の二酸化炭素供給システム。
【００６４】
（付記５）
前記酸性物質は酸性液であり、
前記二酸化炭素濃度制御部は、前記二酸化炭素濃度測定部の測定値があらかじめ定めた規定値以下の場合に、目標とする二酸化炭素濃度と前記二酸化炭素濃度の測定値から必要な二酸化炭素供給量を計算し、前記酸性液の濃度と供給速度からバルブの開時間を計算して前記バルブの開閉制御を行う、付記１から３のいずれかに記載の二酸化炭素供給システム。
【００６５】
（付記６）
育成対象の植物が内部に配置された植物育成室内の二酸化炭素濃度を測定する工程と、
前記二酸化炭素濃度の測定結果に基づいて、前記植物育成室内に配置された炭酸塩に酸性物質を供給する工程と、
を含む、二酸化炭素供給方法。
【００６６】
（付記７）
有機化合物を改質して二酸化炭素と水素の混合物を得る工程と、
前記有機化合物を改質して得られた二酸化炭素と水素を分離する工程と、
前記二酸化炭素と水素を分離する工程で得られた二酸化炭素を、周期表第２族元素の酸化物又は水酸化物と反応させて前記炭酸塩を得る工程と、
をさらに含む、付記６に記載の二酸化炭素供給方法。
【００６７】
（付記８）
前記二酸化炭素と水素を分離する工程で得られた水素を燃料電池の燃料として用いて発電する工程をさらに含み、前記発電する工程で得られる電力の少なくとも一部を前記二酸化炭素濃度を測定する工程及び前記酸性物質を供給する工程のうち少なくとも１つの工程の動力源として用いる、付記７に記載の二酸化炭素供給方法。
【００６８】
（付記９）
前記有機化合物は、炭素数が１から５の炭化水素又はアルコールを用いる、付記７又は８に記載の二酸化炭素供給方法。
【００６９】
（付記１０）
前記有機化合物は、バイオマス原料から得られる炭化水素又はアルコールを用いる、付記７又は８に記載の二酸化炭素供給方法。
【００７０】
（付記１１）
コンピュータに、
育成対象の植物が内部に配置された植物育成室内の二酸化炭素濃度を測定させるステップと、
前記二酸化炭素濃度の測定結果に基づいて、前記植物育成室内に配置された炭酸塩に酸性物質を供給させるステップと、
を実行させる、プログラム。
【符号の説明】
【００７１】
１１…有機化合物改質部、１２…ＣＯ２／Ｈ２分離部、１３…二酸化炭素固定化部、１４…燃料電池、２０…植物育成室、３０…炭酸塩保持部、３１…炭酸塩、４０…二酸化炭素濃度測定部、５０…酸性液供給部（酸性物質供給部）、５１…酸性液タンク、５２…配管、５３…（電磁）バルブ、５４…ポンプ、６０…二酸化炭素濃度制御部、６１…ＣＰＵ、６２…ＲＯＭ、６３…ＲＡＭ、６４…ＲＴＣ、６５…記憶部、６６…操作部、６７…表示部、６８…（二酸化炭素濃度測定部）通信部、６９…（酸性液供給部）通信部、７０…送風機、１０１…二酸化炭素生成分離固定システム、１０２…二酸化炭素再生供給システム
【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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