(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｌｉ２Ｏ、Ｌｉ２ＣＯ３、及びＬｉＯＨから選ばれる少なくとも１種と酸化銅とを混合して得られた混合物を６５５〜９６５℃の温度領域で加熱した後、降温速度３．５℃／秒以上で冷却して得られたＬｉ２ＣｕＯ２を含む炭酸ガス吸収材。
【請求項２】
前記温度領域が６８０〜７００℃であって、前記降温速度が４．０℃／秒以上であることを特徴とする請求項１に記載の炭酸ガス吸収材。
【請求項３】
Ｌｉ２Ｏ、Ｌｉ２ＣＯ３、及びＬｉＯＨから選ばれる少なくとも１種と酸化銅とを混合して得られた混合物を６５５〜９６５℃の温度領域で加熱してＬｉ２ＣｕＯ２を合成する工程と、
加熱後、前記Ｌｉ２ＣｕＯ２を３．５℃／秒以上の降温速度で冷却する工程と、
を有する炭酸ガス吸収材の製造方法。
【請求項４】
前記温度領域が６８０〜７００℃であって、前記降温速度が４．０℃／秒以上であることを特徴とする請求項３に記載の炭酸ガス吸収材の製造方法。
【請求項５】
炭酸ガス含有ガス中の炭酸ガスを、請求項１又は請求項２に記載の炭酸ガス吸収材を用いて吸収する炭酸ガス吸収工程と、
炭酸ガスが吸収された前記炭酸ガス吸収材を加熱し、前記炭酸ガス吸収材から炭酸ガスを放出させる炭酸ガス放出工程と、
を有する炭酸ガスの吸収放出方法。
【請求項６】
前記炭酸ガス吸収工程は、前記炭酸ガス吸収材を炭酸ガス含有雰囲気中で２１０〜８７５℃の温度領域にて加熱することを特徴とする請求項５に記載の炭酸ガスの吸収放出方法。
【請求項７】
前記炭酸ガス放出工程は、前記炭酸ガス吸収材を大気中で６５０〜９００℃の温度領域にて加熱することを特徴とする請求項５に記載の炭酸ガスの吸収放出方法。
【請求項８】
請求項１又は請求項２に記載の炭酸ガス吸収材を有し、炭酸ガス含有ガス中の炭酸ガスを吸収する炭酸ガス吸収手段と、
炭酸ガスが吸収された前記炭酸ガス吸収材を加熱し、前記炭酸ガス吸収材から炭酸ガスを放出させる炭酸ガス放出手段と、
を備えた炭酸ガスの吸収放出装置。
【請求項９】
前記炭酸ガス吸収手段は、更に、
炭酸ガス含有ガスが流通し、前記炭酸ガス含有ガスと接するように流路内に前記炭酸ガス吸収材が配置された少なくとも２つのガス流通路、及び、
前記少なくとも２つのガス流通路を、炭酸ガス含有ガスが供給され、供給された炭酸ガス含有ガスが流通する少なくとも１つのガス流通路と、炭酸ガス含有ガスの供給が停止されると共に前記炭酸ガス吸収材が加熱され、加熱により放出された炭酸ガスが流通する少なくとも１つのガス流通路と、に選択的に切り替える切替手段、
を備えたことを特徴とする請求項８に記載の炭酸ガスの吸収放出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、炭酸ガス（ＣＯ２）を吸収する炭酸ガス吸収材、並びにこれを用いた炭酸ガスの吸収放出方法及び吸収放出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、地球温暖化防止のため、温室効果ガス排出量を低減させることが要望されると共に、温室効果ガスの大半を占める炭酸ガス（ＣＯ２）を削減することが求められている。炭酸ガスの削減に向けた技術開発は、エネルギー変換効率の向上、新エネルギーの探索・開発、及び炭酸ガスの回収・隔離に分類される。
【０００３】
これらの中で、炭酸ガスの回収・隔離に関しては、近年盛んに研究が進められており、炭酸ガスを効率的に吸収することができる炭酸ガス吸収材の研究・開発が盛んに行なわれている。
【０００４】
炭酸ガスの発生源は、発電所や溶融炉を持つプラントなどであることから、高温に耐えうる炭酸ガス吸収材が多く研究、開発されてきた。そのような中で、リチウム複合酸化物と炭酸ガスが反応して、酸化物と炭酸リチウムが生成することが見出されている。リチウム複合酸化物であるリチウムジルコネート（Ｌｉ２ＺｒＯ３）は、７００℃付近を境にその低温側では炭酸ガスと反応して酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）及び炭酸リチウム（Ｌｉ２ＣＯ３）となり、その高温側では炭酸ガスを放出してリチウムジルコネートに戻ることが知られている（例えば、非特許文献１参照）。
Ｌｉ２ＺｒＯ３ ＋ ＣＯ２→ ＺｒＯ２ ＋ Ｌｉ２ＣＯ３
このリチウムジルコネートによる炭酸ガスの最大吸収量は、２８．７４質量％である。
【０００５】
また、この文献には、リチウムジルコネート以外に、リチウムシリケート（Ｌｉ４ＳｉＯ４）が下記反応式のように同様な反応挙動を示すことが記載されている。
Ｌｉ４ＳｉＯ４ ＋ ＣＯ２→ Ｌｉ２ＳｉＯ３ ＋ Ｌｉ２ＣＯ３
この反応式から、リチウムシリケート（Ｌｉ４ＳｉＯ４）の炭酸ガスの最大吸収量は、３６．７２質量％である。
【０００６】
また、炭酸ガス吸収材の炭酸ガス吸収量を向上させたリチウム複合酸化物として、リチウムタイタネート（Ｌｉ４ＴｉＯ４）を利用した炭酸ガス吸収材が提案されている（例えば、非特許文献２〜３参照）。このリチウムタイタネートは、下記反応式のように、約８６０℃付近を境に低温側では炭酸ガスを吸収し、その高温側では炭酸ガスを放出するとされている。
Ｌｉ４ＴｉＯ４ ＋ １．５ＣＯ２→ ＬｉＴｉＯ２．５ ＋ １．５Ｌｉ２ＣＯ３
この反応式から、リチウムタイタネート（Ｌｉ４ＴｉＯ４）の炭酸ガスの最大吸収量は、４３．１質量％である。この吸収量は、リチウム複合酸化物の炭酸ガス吸収材の中で最も大きい。
【０００７】
一方、リチウム複合酸化物である化合物自体としては、他にＬｉ２ＣｕＯ２で表される化合物が知られている。
【非特許文献１】セラミックス ３７（２００２）Ｎｏ．１１
【非特許文献２】B. L. Dubey and A. R. West, Nature Physical Science, vol.235, February 21(1972)
【非特許文献３】R. P. Gunawardane, et al., J. Solid State Chem 112, 70-72(1994)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記のようにリチウムタイタネート（Ｌｉ４ＴｉＯ４）は、炭酸ガス吸収量は大きいものの、Ｌｉ４ＴｉＯ４を合成するには、雰囲気に水素ガス雰囲気又は水素ガスを含む不活性ガスを用いなければならない。また、炭酸ガス中や大気中では、炭酸ガスを吸収した炭酸ガス吸収材から炭酸ガスを完全に放出させることは困難である。炭酸ガスを吸収した炭酸ガス吸収材から炭酸ガスを完全に放出させるためには、雰囲気に水素ガス雰囲気又は水素ガスを含む不活性ガスを用いる必要がある。
【０００９】
また、広く知られているＬｉ２ＣｕＯ２で表される化合物は、非平衡な合金組織として不要な相（不純物を含む）を多く含んでおり、単相化もしくは単結晶化することは難しい。このような不要な相（不純物）や結晶粒界が多量に存在すると、炭酸ガス吸収能は殆ど得られない。すなわち、これまでＬｉ２ＣｕＯ２の単一相もしくは単一結晶の化合物は得られておらず、Ｌｉ２ＣｕＯ２による炭酸ガスの吸収能は期待されていなかったのが実状である。
【００１０】
本発明は、上記に鑑みなされたものであり、大気等の炭酸ガス含有雰囲気中での炭酸ガス（ＣＯ２）の吸収放出が可能であり、良好な炭酸ガス吸収性を有する炭酸ガス吸収材、並びに炭酸ガス（ＣＯ２）吸収性が高く、大気等の炭酸ガス含有雰囲気中での炭酸ガスの吸収放出が行なえる炭酸ガスの吸収放出方法及び吸収放出装置を提供することを目的とし、該目的を達成することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記課題を達成するための具体的手段は、以下の通りである。即ち、本発明は、
＜１＞  Ｌｉ２Ｏ、Ｌｉ２ＣＯ３、及びＬｉＯＨから選ばれる少なくとも１種と酸化銅とを混合して得られた混合物を６５５〜９６５℃の温度領域で加熱した後、降温速度３．５℃／秒以上で冷却して得られたＬｉ２ＣｕＯ２を含む炭酸ガス吸収材である。
前記＜１＞に記載の炭酸ガス吸収材によれば、炭酸ガスの吸収量、吸収効率が高く、大気などの炭酸ガスを含む雰囲気で炭酸ガスの吸収・放出が行なえる。また、吸収反応は発熱反応であるため、吸収初期に熱を与えた後は省熱エネルギー下で炭酸ガスの吸収が行なえる。
【００１３】
また、前記＜１＞に記載の炭酸ガス吸収材によれば、６５５〜９６５℃で反応させて３．５℃／秒以上の降温速度で急冷することで、炭酸ガス吸収材は不純物の少ないＬｉ２ＣｕＯ２で構成される。これより、炭酸ガスの吸収量を高められる。
【００１４】
＜２＞  前記温度領域が６８０〜７００℃であって、前記降温速度が４．０℃／秒以上であることを特徴とする前記＜１＞に記載の炭酸ガス吸収材である。
前記Ｌｉ２ＣｕＯ２は、単一相又は単一結晶であることが好ましい。
【００１５】
反応温度及び冷却温度を更に６８０〜７００℃、４．０℃／秒以上とすることで、単一相又は単一結晶のＬｉ２ＣｕＯ２が得られる。単一相又は単一結晶であることにより、従来のＬｉ４ＳｉＯ４より多いガス吸収量を確保でき、しかもＬｉ２ＣｕＯ２は従来のＬｉ４ＴｉＯ４のように水素ガス雰囲気中で操作する必要がない。
【００１６】
＜３＞  Ｌｉ２Ｏ、Ｌｉ２ＣＯ３、及びＬｉＯＨから選ばれる少なくとも１種と酸化銅とを混合して得られた混合物を６５５〜９６５℃の温度領域で加熱してＬｉ２ＣｕＯ２を合成する工程と、加熱後、前記Ｌｉ２ＣｕＯ２を３．５℃／秒以上の降温速度で冷却する工程と、を有する炭酸ガス吸収材の製造方法である。
【００１７】
＜４＞  前記温度領域が６８０〜７００℃であって、前記降温速度が４．０℃／秒以上であることを特徴とする前記＜３＞に記載の炭酸ガス吸収材の製造方法である。
【００１８】
前記＜３＞に記載の炭酸ガス吸収材の製造方法によれば、６５５〜９６５℃で反応させて３．５℃／秒以上の降温速度で急冷することで、不純物が少なく、炭酸ガスの吸収量及び吸収効率の高いＬｉ２ＣｕＯ２（炭酸ガス吸収材）が得られる。
また、前記＜４＞に記載の炭酸ガス吸収材の製造方法によれば、単一相又は単一結晶のＬｉ２ＣｕＯ２が得られる。
【００１９】
＜５＞  炭酸ガス含有ガス中の炭酸ガスを、前記＜１＞又は前記＜２＞に記載の炭酸ガス吸収材を用いて吸収する炭酸ガス吸収工程と、炭酸ガスが吸収された前記炭酸ガス吸収材を加熱し、前記炭酸ガス吸収材から炭酸ガスを放出させる炭酸ガス放出工程と、を有する炭酸ガスの吸収放出方法である。
【００２０】
前記＜５＞に記載の炭酸ガスの吸収放出方法、及び下記＜１０＞に記載の炭酸ガスの吸収放出装置によれば、炭酸ガスの吸収量、吸収効率の高いＬｉ２ＣｕＯ２を含む炭酸ガス吸収材を用いることで、大気などの炭酸ガスを含む雰囲気で炭酸ガスの吸収・放出が行なえる。また、吸収反応は発熱反応であるため、吸収初期に熱を与えた後は省熱エネルギー下で炭酸ガスの吸収が行なえる。また、Ｌｉ２ＣｕＯ２が単一相又は単一結晶であることにより、従来のＬｉ４ＳｉＯ４より多いガス吸収量が確保され、従来のＬｉ４ＴｉＯ４のように水素ガス雰囲気中での操作を必要とせず、大気中等で炭酸ガスの吸収、放出が行なえる。
【００２１】
＜６＞  前記炭酸ガス吸収工程は、前記炭酸ガス吸収材を炭酸ガス含有雰囲気中で２１０〜８７５℃の温度領域にて加熱することを特徴とする前記＜５＞に記載の炭酸ガスの吸収放出方法である。
前記＜６＞に記載の炭酸ガスの吸収放出方法によれば、加熱に広範な温度範囲から選択でき、発熱反応を伴なう炭酸ガスの吸収は例えば５００℃以下の比較的低温の加熱で行なえ、エネルギー消費も抑え得る。
【００２２】
＜７＞前記炭酸ガス放出工程は、前記炭酸ガス吸収材を大気中で６５０〜９００℃の温度領域にて加熱することを特徴とする前記＜５＞に記載の炭酸ガスの吸収放出方法である。
【００２３】
前記＜７＞に記載の炭酸ガスの吸収放出方法によれば、炭酸ガスを放出し易く、放出効率も良い。
【００２４】
＜８＞  前記＜１＞又は前記＜２＞に記載の炭酸ガス吸収材を有し、炭酸ガス含有ガス中の炭酸ガスを吸収する炭酸ガス吸収手段と、炭酸ガスが吸収された前記炭酸ガス吸収材を加熱し、前記炭酸ガス吸収材から炭酸ガスを放出させる炭酸ガス放出手段と、を備えた炭酸ガスの吸収放出装置である。
【００２５】
＜９＞  前記炭酸ガス吸収手段は、更に、炭酸ガス含有ガスが流通し、前記炭酸ガス含有ガスと接するように流路内に前記炭酸ガス吸収材が配置された少なくとも２つのガス流通路、及び、前記少なくとも２つのガス流通路を、炭酸ガス含有ガスが供給され、供給された炭酸ガス含有ガスが流通する少なくとも１つのガス流通路と、炭酸ガス含有ガスの供給が停止されると共に前記炭酸ガス吸収材が加熱され、加熱により放出された炭酸ガスが流通する少なくとも１つのガス流通路と、に選択的に切り替える切替手段、を備えたことを特徴とする前記＜８＞に記載の炭酸ガスの吸収放出装置である。
【００２６】
前記＜９＞に記載の炭酸ガスの吸収放出装置によれば、炭酸ガスの吸収・放出が可能な領域として２つ以上のガス流通路を配置し、炭酸ガス吸収材の各々に吸収された炭酸ガス量等に応じてガス流通管ごとに吸収か放出かを切り替えるようにすることで、装置のガス貯蔵機能と外部へのガス供給機能とが高められるので、炭酸ガスの吸収及び／又は放出する際に、炭酸ガスを多量にあるいは連続的に吸収・固定化（貯蔵）又は外部供給（排出）することができる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、大気等の炭酸ガス含有雰囲気中での炭酸ガス（ＣＯ２）の吸収放出が可能であり、良好な炭酸ガス吸収性を有する炭酸ガス吸収材を提供することができる。
本発明によれば、炭酸ガス（ＣＯ２）吸収性が高く、大気等の炭酸ガス含有雰囲気中での炭酸ガスの吸収放出が行なえる炭酸ガスの吸収放出方法及び吸収放出装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、本発明の炭酸ガス吸収材及びその製造方法、並びにこれを用いた炭酸ガスの吸収放出方法及び吸収放出装置について詳細に説明する。
【００２９】
＜炭酸ガス吸収材及びその製造方法＞
本発明の炭酸ガス吸収材は、Ｌｉ２Ｏ、Ｌｉ２ＣＯ３、及びＬｉＯＨから選ばれる少なくとも１種と酸化銅とを混合して得られた混合物を６５５〜９６５℃の温度領域で加熱した後、降温速度３．５℃／秒以上で冷却して得られたＬｉ２ＣｕＯ２で表される化合物（以下、「リチウムキュープレイト」ともいう。）を用いて構成されたものである。Ｌｉ２ＣｕＯ２は、大気中で合成することが可能であり、また、優れた炭酸ガス吸収能を有すると共に、大気などの炭酸ガスを含む雰囲気中で炭酸ガスを吸収、放出することが可能である。
【００３０】
炭酸ガスの吸収、放出について以下に具体的に示す。
リチウムキュープレイトは、下記反応式（1）に示すように、およそ９００℃付近を境にその低温側において炭酸ガスと反応して酸化銅（ＣｕＯ）及び炭酸リチウム（Ｌｉ２ＣＯ３）となる。なお、Ｑは、発熱量を示す。この反応式（1）から、リチウムキュープレイトの炭酸ガス（ＣＯ２）の最大吸収量の理論値は、４０．２２質量％である。リチウムキュープレイトは、従来のリチウムシリケートに比べ、炭酸ガス吸収能に優れる。
Ｌｉ２ＣｕＯ２ ＋ ＣＯ２→ ＣｕＯ ＋ Ｌｉ２ＣＯ３ ＋ Ｑ    ・・・(1)
また、炭酸ガス中において、炭酸ガスを吸収したリチウムキュープレイトは、９００℃付近を境にその高温側において炭酸ガスを放出し、リチウムキュープレイトに戻る。大気中では、６５０℃を境に６５０℃以上の温度領域で炭酸ガスを放出し、リチウムキュープレイトに戻る。
【００３１】
炭酸ガス吸収材として用いるＬｉ２ＣｕＯ２は、ＣＯ２吸収量を高める点で、炭酸ガス吸収材を構成する組織に占めるＬｉ２ＣｕＯ２相の体積率が９０体積％以上の相状態である場合が好ましい。また、Ｌｉ２ＣｕＯ２は、上記の理論値に近いＣＯ２最大吸収量を確保する観点から、その組織が単一相もしくは略単相、又は単一結晶もしくは略単一結晶であることが好ましい。炭酸ガス吸収材を構成する組織に占めるＬｉ２ＣｕＯ２相が単一相もしくは略単相、又は単一結晶もしくは略単一結晶であることにより、理論値（４０．２２質量％）に近い吸収量が得られる。
【００３２】
単一相とは、炭酸ガス吸収材を構成する組織に占めるＬｉ２ＣｕＯ２相の体積率が９９体積％以上である相状態をいう。また、単一結晶とは、炭酸ガス吸収材を構成する組織に占めるＬｉ２ＣｕＯ２相の体積率が９９体積％以上であって１つの結晶粒からなる状態をいう。そして、数個の粗大結晶粒からなる場合が略単一結晶である。
【００３３】
Ｌｉ２ＣｕＯ２の合成は、例えば下記反応式（2）に示すように、Ｌｉ２Ｏ、Ｌｉ２ＣＯ３、及びＬｉＯＨから選ばれる少なくとも１種と酸化銅とを混合して混合物を得る工程（以下、「混合物調製工程」ということがある。）と、得られた混合物を６５５〜９６５℃の温度領域で加熱する工程（以下、「加熱工程」ということがある。）と、加熱後に降温速度３．５℃／秒以上で冷却する工程（以下、「冷却工程」ということがある。）とを設けた方法により好適に行なうことができる。
Ｌｉ２ＣＯ３(s) ＋ ＣｕＯ (s) → Ｌｉ２ＣｕＯ２(s) ＋ ＣＯ２(g)  ・・・(2)
【００３４】
前記混合物調製工程では、Ｌｉ２Ｏ、Ｌｉ２ＣＯ３、及びＬｉＯＨから選ばれる少なくとも１種と酸化銅（ＣｕＯ）とを混合して混合物を得る。混合物は、例えば混合して粉末状の混合粉として得ることができる。
【００３５】
Ｌｉ２Ｏ、Ｌｉ２ＣＯ３、及びＬｉＯＨの中では、大気中での合成が可能である点で、Ｌｉ２ＣＯ３が好ましい。
【００３６】
Ｌｉ２Ｏ、Ｌｉ２ＣＯ３、又はＬｉＯＨの粉末を混合又は混合後に粉末状にする場合、これらの平均粒径は、０．１〜１０μｍの範囲が好ましく、０．３〜１．０μｍの範囲がより好ましい。これらの平均粒径が１０μｍ以下であると、より効率良く反応するという点で有利である。なお、平均粒径が１０μｍを超えると、Ｌｉ２ＣｕＯ２の生成量の低下を招きやすい。
【００３７】
また、酸化銅（ＣｕＯ）の粉末を混合又は混合後に粉末状にする場合、ＣｕＯの平均粒径は、０．１〜１０μｍの範囲が好ましく、０．３〜１．０μｍの範囲がより好ましい。これらの平均粒径が１０μｍ以下であると、より効率良く反応するという点で有利である。なお、平均粒径が１０μｍを超えると、Ｌｉ２ＣｕＯ２の生成量の低下を招きやすい。
【００３８】
なお、上記の平均粒径は、電子顕微鏡（ＪＥＯＬ（株）製）を用いて測定されるものである。
【００３９】
Ｌｉ２Ｏ、Ｌｉ２ＣＯ３、及びＬｉＯＨの少なくとも１種（x）とＣｕＯ（y）との混合比（ｘ／ｙ；モル比）としては、Ｌｉ２ＣｕＯ２の生成量の点から、Ｌｉ２Ｏ、Ｌｉ２ＣＯ３では１：１〜２：１、ＬｉＯＨでは２：１〜４：１が好ましく、より好ましくはＬｉ２Ｏ、Ｌｉ２ＣＯ３では１：１〜１．５：１、ＬｉＯＨでは２：１〜３：１である。
【００４０】
前記加熱工程では、前記混合物調製工程で得られた混合物を６５５〜９６５℃の温度領域で加熱する。混合物を加熱することにより、Ｌｉ２ＣｕＯ２が得られる。前記温度領域は、６５５℃未満であると温度が低すぎてＬｉ２ＣｕＯ２が生成しないあるいは不要な相（不純物）が多く所望のＣＯ２吸収能が得られず、９６５℃を超えると炭酸ガス吸収量が低下する。加熱は、従来公知の方法を利用することができる。
【００４１】
加熱時の雰囲気は、水素雰囲気や不活性雰囲気を選択する必要はなく、例えば、炭酸ガス中、あるいは大気などの炭酸ガス含有ガス中などにおいて行なうことができる。
【００４２】
前記加熱温度としては、理論値により近いＣＯ２吸収量、換言すれば単一相又は単一結晶が得られる観点から、６８０〜７００℃の範囲が好ましい。
加熱時間は、混合物の量や混合比率等、加熱温度などで変動するが、１〜１０時間が好ましい。
特には、単一相又は単一結晶を得る点で、温度６８０〜７００℃で２〜６時間加熱する態様が好ましい。
【００４３】
また、加熱時の昇温速度については、特に制限されるものではないが、混合物の融解を防ぐという観点からは、１〜１０℃／分の範囲が好ましく、更には１〜３℃／分の範囲が好ましい。
【００４４】
前記冷却工程では、前記加熱工程での加熱後、加熱して得られたＬｉ２ＣｕＯ２を３．５℃／秒以上の降温速度にて冷却する。加熱終了後は３．５℃／秒以上の比較的速い速度で温度を下げて冷却することにより、略単一相ないし単一相又は略単一結晶ないし単一結晶からなるＬｉ２ＣｕＯ２相が得られる。
【００４５】
降温速度としては、理論値により近いＣＯ２吸収量、換言すれば単一相又は単一結晶が得られる観点から、４．０℃／秒以上の範囲が好ましい。特に好ましくは、前記温度領域が６８０〜７００℃である場合に、降温速度を４．０℃／秒以上とする。
【００４６】
本発明においては、加熱工程での加熱終了後に、３．５℃／秒（好ましくは４．０℃／秒）以上で降温される時間帯が存在すればよいが、単一相又は単一結晶を生成する観点から、加熱終了後に３．５℃／秒（好ましくは４．０℃／秒）以上の降温速度で２５℃（常温）まで降温することが好ましい。
【００４７】
本発明における加熱工程及び冷却工程は、例えば、図１に示す加熱炉２０を用いて行なうことができる。図１は、加熱炉で加熱、急冷を行なってＬｉ２ＣｕＯ２を得る態様の一例を説明するための概略図である。
【００４８】
加熱炉には、電気炉を用いることができる。図１に示す加熱炉２０は、電気炉であり、反応管２２の外側から加熱し、反応管２２内に導入された試料２１を加熱すると共に、加熱後は試料２１を移動させることにより急冷できる構成になっている。このような加熱炉での加熱、急冷は、例えば東海高熱工業株式会社製のエレマ電気炉を使用して行なえる。
【００４９】
図１に示す加熱炉は、Ｌｉ２Ｏ、Ｌｉ２ＣＯ３、及びＬｉＯＨから選ばれる少なくとも１種と酸化銅とを混合した混合物（例えば混合粉末）が試料２１として導入され、加熱によりＬｉ２ＣｕＯ２を合成するための反応管２２が備えられている。反応管内の試料２１は、手動で又は図示しない移動機構により管内を矢印方向に移動できるようになっている。
例えば、混合粉末を調製した後、この混合粉末を反応管２２の中央部（電気炉の中心部）に置き、例えば７００℃の高温で加熱する。加熱により混合物からＬｉ２ＣｕＯ２が得られる。好ましい加熱温度及び時間等の加熱条件については既述の通りである。次いで、電気炉中心部にある試料２１を５０ｃｍ／秒で電気炉の外側（図１中の矢印方向）に移動させることにより急冷（降温速度≧３．５℃／秒）する。この操作の際、急冷速度φ［℃／秒］は、炉の中心部にある試料２１を中心部から管開口方向に移動させる距離［ｃｍ］により選択できる。例えば、図１においては、中心部から５０ｃｍ移動させた場合、φ＝５．４℃／秒であり、２５ｃｍ移動させた場合はφ＝３．７℃／秒である。また、高温に加熱された試料２１を電気炉の中心部から移動させる距離［ｃｍ］が所望により又は自動的に選択されることにより、急冷速度φ［℃／秒］を制御することが可能である。
なお、急冷の開始は、出発原料で異なってもよく、Ｌｉ２ＣｕＯ２の合成完了の合成温度から開始してもよいし、合成温度より低い温度から開始してもよい。
【００５０】
反応管２２は、長さ１００ｃｍ、内径φ２５ｍｍの耐熱性の管で構成されており、少なくとも６５５〜９６５℃の温度領域での加熱に耐えられる耐熱性を有している。この管としては、耐熱性で管構造のものであれば特に制限されるものではなく、例えば、耐熱ガラス管、金属管などを使用できる。また、管の長さ及び管内径は、導入される試料量、試料の移動距離と降温速度との関係など、種々の条件に合わせて選択することができる。
【００５１】
以上のようにして得られたＬｉ２ＣｕＯ２は、再び粉砕した後に上記と同様に熱処理してＬｉ２ＣｕＯ２の粉末としてもよい。
【００５２】
粉末として得られたＬｉ２ＣｕＯ２は、加圧成形することにより所望の成形体を得ることができる。例えば、多孔質構造を有する多孔質体に成形してもよい。粉末から多孔質体を成形する場合は、成形時の圧力損失を抑え、ある程度の強度を持たせる必要があることから、その多孔質構造の空隙率は３０〜７０％程度が好ましい。また、炭酸ガス吸収材としての形態は、用途等に応じて任意に選択すればよく、例えば、粉末や、ペレット、球体（例えば直径数ｍｍ程度）等の成形体が挙げられる。
【００５３】
本発明の炭酸ガス吸収材は、ＣＯ２吸収量、ＣＯ２吸収放出特性、大気中等での取扱い性など種々の特性を活かして様々な分野に適用することが可能である。具体的な例として、下記の１）〜４）に示す用途への適用が挙げられる。
【００５４】
１）発電所や製鉄所の溶鉱炉などから発生する炭酸ガスを吸収するのに有効である。
２）水素を燃焼した際の生成物は水（Ｈ２Ｏ）であるため、近年ではメタン（ＣＨ４）やプロパン（ＣＨ３ＣＨ２ＣＨ３）等よりもクリーンな燃料として水素（Ｈ２）が注目されている一方、水素自体の生成は下記反応式（a）及び（b）のようにメタンの水蒸気改質により広く行なわれている。
ＣＨ４＋Ｈ２Ｏ→２Ｈ２＋ＣＯ  ・・・(a)
ＣＯ＋Ｈ２Ｏ→Ｈ２＋ＣＯ２  ・・・(b)
これらの反応が起こる領域に本発明の炭酸ガス吸収材を配置すると、前記反応式（b）の反応で生成される炭酸ガス（ＣＯ２）が炭酸ガス吸収材に吸収されてガス中からＣＯ２が減少し、反応式（b）の反応がより活発に進行し、ひいてはＨ２の生成を速めるのに有効である。
【００５５】
３）炭酸ガスを不純物として含む混合ガスから炭酸ガスのみを除去し、混合ガスの純度を上げるのに有効である。
４）炭酸ガスは通常は質量の大きい（重い）金属製ボンベで運搬されるが、炭酸ガスを本発明の炭酸ガス吸収材に吸収させた状態(Li2CO3)にすると多量の炭酸ガスが吸収されるので、炭酸ガスの運搬手段の軽量化と安全性を高めるのに有効である。そして、運搬後には、加熱によりＬｉ２ＣＯ３から炭酸ガスを容易に回収することができる。
【００５６】
＜炭酸ガスの吸収放出方法及び吸収放出装置＞
本発明の炭酸ガスの吸収放出方法は、炭酸ガス含有ガス中の炭酸ガスを、既述の本発明の炭酸ガス吸収材を用いて吸収する炭酸ガス吸収工程と、炭酸ガスが吸収された炭酸ガス吸収材を加熱し、炭酸ガス吸収材から炭酸ガスを放出する炭酸ガス放出工程とを設けて構成されたものである。
【００５７】
本発明の炭酸ガスの吸収放出方法においては、既述のようにＬｉ２ＣｕＯ２を含む本発明の炭酸ガス吸収材を用いて構成されるので、従来のリチウムジルコネートやリチウムシリケートに比べ、高い炭酸ガス吸収能が得られると共に、熱が与えられたときには、大気などの炭酸ガスを含む雰囲気中において、前記反応式（1）の逆反応が進行し、Ｌｉ２ＣｕＯ２の分解等を招くことなく安定的にＣＯ２を取り出すことができる。このとき、Ｌｉ２ＣｕＯ２に戻って反復利用が可能である。
【００５８】
前記炭酸ガス吸収工程は、炭酸ガス含有ガス中の炭酸ガスを、既述の本発明の炭酸ガス吸収材を用いて吸収する。本発明の炭酸ガス吸収材を構成するＬｉ２ＣｕＯ２の吸収反応（すなわち前記反応式（1）の右方向の反応）は、発熱反応であり、ガス吸収時の発熱量は下記表１に示すように従来の例えばリチウムシリケート(Li4SiO4)に比べて大きい（約２．４倍）ことから、吸収初期にガス吸収を促すために加熱した後は吸収反応時の発熱で自ら温度上昇して非加熱にできる点で、省熱エネルギー化したガス貯蔵が可能である。このとき、炭酸ガス吸収材の加熱は、炭酸ガスを効率的に反応させるという点で、炭酸ガス含有雰囲気中で２１０〜８７５℃の温度領域で行なうことが好ましく、より好ましくは６００〜８５０℃である。
また、例えば図１２に示すように、Ｌｉ２ＣｕＯ２は、６００℃〜８５０℃付近で高い吸収効率が得られる。
【００５９】
【表１】
0005020893.tif 000002
【００６０】
なお、表１において、Ｌｉ４ＳｉＯ４の発熱量は、１００％ＣＯ２雰囲気の中で常温から５℃／分で７００℃まで昇温したときの測定値である。Ｌｉ２ＣｕＯ２は、自己発熱が大きいことから、Solid State Ionic 46(1991)325-329 North-Holland及びThermochemical Data of Pure Substances Vol. II La-Zr Ihasan Barinを参照して算出した文献値である。
【００６１】
前記炭酸ガス放出工程は、炭酸ガスが吸収された炭酸ガス吸収材を加熱し、炭酸ガス吸収材から炭酸ガスを放出する。Ｌｉ２ＣｕＯ２は、ガス吸収量は多いが水素雰囲気中での加熱が必要となるチタン酸系と異なる。
【００６２】
炭酸ガス放出工程での加熱温度としては、大気中での炭酸ガスの放出効率の点で、６５０〜９００℃が好ましい。加熱温度は、特に９００℃以下であると炭酸ガス吸収材の品質を保持する点で有利である。
【００６３】
Ｌｉ２ＣｕＯ２を含む炭酸ガス吸収材を用い、炭酸ガスを吸収して貯蔵し、加熱により炭酸ガスを放出するには、既述の本発明の炭酸ガス吸収材と該炭酸ガス吸収材を加熱する加熱手段を備えた装置により行なえる。好ましくは、既述の本発明の炭酸ガス吸収材を有し、炭酸ガス含有ガス中の炭酸ガスを吸収する炭酸ガス吸収手段と、炭酸ガスが吸収された炭酸ガス吸収材を加熱し、炭酸ガス吸収材から炭酸ガスを放出する炭酸ガス放出手段とを備えた炭酸ガスの吸収放出装置（本発明の炭酸ガスの吸収放出装置）が用いられる。
【００６４】
本発明の炭酸ガスの吸収放出装置は、既述のようにＬｉ２ＣｕＯ２を含む本発明の炭酸ガス吸収材を用いた構成を有するので、従来のリチウムジルコネートやリチウムシリケートに比べ、高い炭酸ガス吸収能が得られると共に、熱が与えられたときには、大気などの炭酸ガスを含む雰囲気中において、前記反応式（1）の逆反応が進行し、Ｌｉ２ＣｕＯ２の分解等を招くことなく安定的にＣＯ２を取り出すことができる。このとき、Ｌｉ２ＣｕＯ２に戻って反復利用が可能である。
【００６５】
本発明の炭酸ガスの吸収放出装置の一実施形態を図２〜図３を参照して説明する。図２は、発電プラントの例である。
【００６６】
本実施形態の発電プラントは、図２に示すように、排出された炭酸ガス含有ガスが供給されるブロワー１０と、内部にＬｉ２ＣｕＯ２（炭酸ガス吸収材）が充填された炭酸ガス貯蔵分離器１２Ａ、１２Ｂとを備えている。
【００６７】
排出された炭酸ガス含有ガスは、そのままブロワー１０に導入される。ブロワー１０に導入された炭酸ガス含有ガスは、図２に示すようにそのまま炭酸ガス貯蔵分離器１２Ａ又は１２Ｂに導入できるようになっている。なお、炭酸ガス貯蔵分離器１２Ａ又は１２Ｂでは、導入された炭酸ガス含有ガスの温度に応じて、図３に示すような熱媒流通管に熱媒体を流通させることにより、本発明のＬｉ２ＣｕＯ２を含む炭酸ガス吸収材の吸収効率を高める処理を行なうことができる。
【００６８】
炭酸ガス貯蔵分離器１２Ａ又は１２Ｂでは、炭酸ガス含有ガスが導入されると、Ｌｉ２ＣｕＯ２が混合ガス中の炭酸ガス（ＣＯ２）を吸収し、また、Ｌｉ２ＣｕＯ２が加熱されたときには、吸収された炭酸ガスが放出、分離することができる。
【００６９】
炭酸ガス貯蔵分離器１２Ａ及び１２Ｂはいずれも、図３に示すように、器内に充填されたＬｉ２ＣｕＯ２１５と、Ｌｉ２ＣｕＯ２１５中に埋設されるように配された熱媒流通管（炭酸ガス放出手段）１６とを備えており、熱媒流通管１６内に熱媒体を流通することによりＬｉ２ＣｕＯ２１５の加熱が可能なようになっている。この炭酸ガス貯蔵分離器では、炭酸ガス含有ガスが供給されたときには炭酸ガスを吸収し、混合ガスの供給が停止され、熱媒を流通して加熱されたときには、Ｌｉ２ＣｕＯ２１５から炭酸ガスが放出されて炭酸ガス貯蔵分離器外に炭酸ガスを排出することができる。
【００７０】
炭酸ガス貯蔵分離器には、図３に示すようにＬｉ２ＣｕＯ２１５が器内全体に充填されてもよいし、器内の一部にＬｉ２ＣｕＯ２１５が充填された態様でもよい。また、同一器内に複数種の炭酸ガス吸収材が混在してもよい。
【００７１】
Ｌｉ２ＣｕＯ２１５は、粉末状のＬｉ２ＣｕＯ２材を加圧して多孔質状に成形したものであり、炭酸ガス貯蔵分離器に接続された流通管の一端から炭酸ガス含有ガスが導入されると炭酸ガス含有ガスは他端に向かってＬｉ２ＣｕＯ２の多孔質状の層中を通過し、ガス中の炭酸ガスが吸収される。
【００７２】
粉末の炭酸ガス吸収材（ここではＬｉ２ＣｕＯ２）から多孔質体を得るためには，圧力損失を抑え、かつある程度の強度を持たせる必要があることから、その空隙率は２０〜７０％が好ましく、３０〜７０％がより好ましい。炭酸ガス吸収材の形態は、その炭酸ガス吸収材が使用される用途に応じて任意に選定されるべきであるが、例えば、粉末、ペレット、数ｍｍのボール等が挙げられる。
このとき、混合ガスの導入速度は、１００〜３００ｍｌ／分の範囲が好ましい。
【００７３】
炭酸ガス貯蔵分離器１２Ａ（１２Ｂ）の内部には、Ｌｉ２ＣｕＯ２を昇温するため、熱媒体（加熱されたオイルや水等の液体）を流通させるための熱媒流通管１６が設けられており、連続的にあるいは必要に応じて熱媒体を流通し、Ｌｉ２ＣｕＯ２から炭酸ガスを放出可能な構成になっている。
【００７４】
また、炭酸ガス吸収材（ここではＬｉ２ＣｕＯ２）を加熱する加熱手段としては、上記のような熱媒体の循環による熱交換に限らず、ヒータ等を用いて炭酸ガス吸収材を直接加熱により行なってもよい。
【００７５】
炭酸ガス吸収材（ここではＬｉ２ＣｕＯ２）の加熱は、炭酸ガス吸収材に吸収された炭酸ガスの放出が可能な温度が得られればよく、好ましくは大気中で６５０〜９００℃の温度領域である。
【００７６】
本実施形態では、炭酸ガス吸収手段として２つの炭酸ガス貯蔵分離器（ガス流通路）１２Ａ，１２Ｂが設けられており、これら２つの炭酸ガス貯蔵分離器は、一方で炭酸ガスを吸収するときには他方では炭酸ガスを放出されるように相互に切り替え可能な構成になっている。具体的には、図２に示すように、炭酸ガス貯蔵分離器１２Ａ，１２Ｂの各々の混合ガス供給側の配管に切替手段としてバルブＶ１，Ｖ２が取り付けられており、バルブＶ１，Ｖ２の開閉駆動によって炭酸ガス貯蔵分離器１２Ａ，１２Ｂを炭酸ガス吸収側と炭酸ガス放出側とに切り替えられる。例えば、バルブＶ１を開状態とした場合には、バルブＶ２を閉状態にし、炭酸ガス貯蔵分離器１２Ａに炭酸ガスを供給して炭酸ガス貯蔵分離器１２Ａで炭酸ガスを吸収、貯蔵すると共に、炭酸ガス貯蔵分離器１２ＢではＬｉ２ＣｕＯ２を加熱して炭酸ガスを放出する。また、逆にバルブＶ２を開状態とした場合には、バルブＶ１を閉状態にし、炭酸ガス貯蔵分離器１２Ｂに炭酸ガスを供給して炭酸ガス貯蔵分離器１２Ｂで炭酸ガスを吸収、貯蔵すると共に、炭酸ガス貯蔵分離器１２ＡではＬｉ２ＣｕＯ２を加熱して炭酸ガスを放出する。
【００７７】
このように、例えば炭酸ガス貯蔵分離器１２Ｂの炭酸ガス含有ガス供給側の供給口を閉じておき、炭酸ガス貯蔵分離器１２Ａに炭酸ガス含有ガスが供給される構成にすると、供給された炭酸ガス含有ガス中の炭酸ガスは炭酸ガス貯蔵分離器１２Ａにおいて吸収固定化される。このとき、炭酸ガス貯蔵分離器１２Ａにおいて炭酸ガスの吸収が飽和状態に達したときには、炭酸ガス貯蔵分離器１２Ａへの炭酸ガス含有ガス供給側のガス供給口（不図示）を閉じ、炭酸ガス貯蔵分離器１２Ｂの炭酸ガス含有ガス供給側のガス供給口（不図示）を開き、炭酸ガス貯蔵分離器１２Ｂに供給された炭酸ガス含有ガス中の炭酸ガスは、炭酸ガス貯蔵分離器１２Ａの場合と同様に吸収固定化される。一方、炭酸ガスの吸収が飽和状態に達した炭酸ガス貯蔵分離器１２Ａでは、炭酸ガス吸収材に吸収固定化された炭酸ガスを放出するため、熱媒流通管１６に温度６５０〜９００℃の熱媒体を流通してＬｉ２ＣｕＯ２を加熱する。炭酸ガスの放出が終了した後は、必要に応じて炭酸ガス貯蔵分離器１２Ｂでの炭酸ガスの吸収量をみながら、再び炭酸ガス含有ガスが炭酸ガス貯蔵分離器１２Ａに供給されるようにバルブＶ１を切り替え、炭酸ガス貯蔵分離器１２Ｂでは、必要に応じて炭酸ガスの吸収が飽和状態に達しているか否かを判定しながら、炭酸ガス吸収材に吸収固定化された炭酸ガスを放出するため、炭酸ガス貯蔵分離器１２Ｂに配されている熱媒流通管１６に温度６５０〜９００℃の熱媒体を流通してＬｉ２ＣｕＯ２を加熱する。この操作を繰り返し行なうことにより、連続的に炭酸ガスの吸収、排出（放出）を行なうことができる。また、多量の炭酸ガスを貯蔵したり、外部からの要求に応じた排出を任意に行なえる。
【００７８】
炭酸ガスの吸収が飽和状態に達したか否かの判定は、例えば、炭酸ガス吸収後に炭酸ガス貯蔵分離器１２Ａ，１２Ｂから排出されたガス中の炭酸ガス量を炭酸ガス検出センサで検出する方法、重量変化により測定する方法等により行なうことができる。
【００７９】
炭酸ガス吸収材に吸収された炭酸ガスを放出させるに際して、炭酸ガスが吸収された炭酸ガス貯蔵分離器１２Ａ内を６５０〜９００℃の温度領域に保持されたときには、炭酸ガス吸収材（ここではＬｉ２ＣｕＯ２）は炭酸ガス放出後、既述のようにそのまま炭酸ガス貯蔵分離器１２Ａでのガス吸収を再開できる。
【００８０】
炭酸ガス貯蔵分離器１２Ａ及び炭酸ガス貯蔵分離器１２Ｂ中のＬｉ２ＣｕＯ２から放出された炭酸ガスは、図２中の破線矢印で示すように外部に送られて回収され、又は炭酸ガスを必要とする設備で利用される。
【００８１】
上記では、本発明の炭酸ガスの吸収放出方法及び吸収放出装置の一例として、Ｌｉ２ＣｕＯ２を炭酸ガス吸収材として用いた発電プラントを中心に説明したが、炭酸ガスを吸収固定化した後に炭酸ガスを炭酸ガス吸収材から分離、放出するプロセスを利用する装置であればよく、これに限られるものではない。また、Ｌｉ２ＣｕＯ２の加熱を熱媒流通管に熱媒体を流通して行なう場合を中心に説明したが、これに限られるものではなく、Ｌｉ２ＣｕＯ２をヒータで直接加熱する等、６５０〜９００℃に加熱可能な他の加熱手段を選択した場合も同様である。
【００８２】
また、上記では、炭酸ガス貯蔵分離器を２基配設した場合を中心に説明したが、３基以上併設することも可能である。
【実施例】
【００８３】
以下、本発明を実施例により更に具体的に説明するが、本発明はその主旨を越えない限り、以下の実施例に限定されるものではない。
【００８４】
平均粒径１．０μｍの炭酸リチウム（Li2CO3）粉末と、平均粒径０．８μｍの酸化銅（CuO）粉末とをモル比（Li2CO3：CuO）で１：１となるように秤量し、メノウ乳鉢にて１時間乾式混合した。得られた混合粉末を金箔に載せ、大気中で箱型電気炉により常温（２５℃）から７００℃までを昇温速度５℃／分にて昇温し、下記表２に示す各温度に達した後、その温度で２０時間加熱処理した。加熱処理が終了した後、下記表２に示す降温速度［℃／秒］で冷却することにより、粉末状のＬｉ２ＣｕＯ２（試料Ｎｏ．１〜１５）を得た。
そして、得られたＬｉ２ＣｕＯ２粉末の各々を用い、直径１２ｍｍの円筒体中に充填して加圧成形することにより、空隙率４０％の成形体を作製した。
【００８５】
−１．Ｌｉ２ＣｕＯ２構造−
得られた粉末状のＬｉ２ＣｕＯ２の各々をＸ線回折法により結晶構造を解析した。解析には、ＸＲＤ ＲＩＮＴ２０００型（理学電気（株）製）を用いた。解析結果を図４〜図１１に示す。
なお、図４〜図６は、降温速度をそれぞれ３．７℃／秒、５．４℃／秒、１．０℃／秒に固定して比較したＬｉ２ＣｕＯ２のエックス線回折図である。また、図７〜図９は、加熱温度を６５５℃近傍（６５０℃、６６０℃、７００℃）に固定して比較したＬｉ２ＣｕＯ２のエックス線回折図であり、図１０〜図１１は、加熱温度を９６５℃近傍（９６０℃、９７０℃）に固定して比較したＬｉ２ＣｕＯ２のエックス線回折図である。
【００８６】
混合粉末を加熱してＬｉ２ＣｕＯ２を合成する際の加熱温度が６５５〜９６５℃の範囲内では、図４に示すように、降温速度が３．７℃／秒であると不純物の少ない相が得られ、降温速度を４．０℃／秒以上に上げると図５のように不純物がより減少し、更には加熱温度６８０〜７００℃かつ４．０℃／秒以上とすることで単一相のＬｉ２ＣｕＯ２が得られた。一方、降温速度が遅くなると、図６のように加熱温度を上記同様に保っても不純物の少ない、更には単一相のＬｉ２ＣｕＯ２は得られなかった。
【００８７】
また、加熱温度を６５５℃近傍としたときの相状態をみると、６５０℃では図７に示すように不純物（不要な相）が多いのに対し、６６０℃では図８に示すように不純物（不要な相）が減少し、更に７００℃に上げることで、図９に示すように単一相に近づいた相状態が得られた。なお、加熱温度を７００℃とした場合に、降温速度が４．０℃／秒以上になると単一相のＬｉ２ＣｕＯ２が得られた。
【００８８】
加熱温度を９６５℃近傍としたときの相状態をみると、９７０℃では図１１に示すように不純物（不要な相）が多いのに対し、９６０℃では図１０に示すように不純物（不要な相）を減少させることができた。
【００８９】
−２．炭酸ガスの吸収量−
得られたＬｉ２ＣｕＯ２（炭酸ガス吸収材）を濃度１００体積％の炭酸ガス雰囲気中に置き、常温（２５℃）から１０００℃までの間を５℃／分の昇温速度で温度上昇させたときのＬｉ２ＣｕＯ２の質量増減を、熱重量分析装置（ＭＴＳ９６００、真空理工（株）製）を用いて計測し、炭酸ガスの最大変化量（最大吸収量）を求めた。この最大変化量を、測定に用いた試料の質量で除算し、試料１ｇあたりの炭酸ガスの最大質量変化率［質量％］を算出した。結果は、下記表２及び図１２〜図１４に示す。
【００９０】
【表２】
0005020893.tif 000003
【００９１】
本発明ではおよそ２００〜９００℃でＣＯ２を吸収し、前記表２に示すように、６６０℃以上の温度領域（好ましくは９６０℃以下）でＣＯ２吸収量が大きく、その吸収量としてほぼ理論値（４０．２質量％）を達成できた。すなわち、本発明では、単一相又は単一結晶のＬｉ２ＣｕＯ２が得られた。なお、９００℃以上では、図１２〜図１４のようにＣＯ２を放出することが分かった。また、吸収反応が発熱反応であるため、比較的低温である吸収初期に加熱した後は、吸収による発熱で自己昇温して熱エネルギーの消費を抑えた炭酸ガスの貯蔵が可能である。また、図１５に示すように、Ｌｉ２ＣｕＯ２は、従来の例えばリチウムシリケート（Li４SiO４：最大吸収量36.7質量％）に比べ、ＣＯ２吸収量を多く保てる温度領域が広く、実用上の取扱い性の点でも有利である。
これに対し、比較例では、ＣＯ２吸収量が理論値を大きく下回っており、炭酸ガス吸収能は劣っていた。また、比較例のＬｉ２ＣｕＯ２は不純物が多く、単一相を得ることができなかった。
【００９２】
−３．炭酸ガスの放出性−
上記の試料Ｎｏ．７のＬｉ２ＣｕＯ２を用いた成形体を、濃度１００体積％の炭酸ガス雰囲気中で吸収量４０．２質量％に達するまでＣＯ２を完全に吸収させた後、このＬｉ２ＣｕＯ２を大気中で、熱重量分析装置（ＭＴＳ９６００、真空理工（株）製）を用いて常温（２５℃）から１０００℃まで昇温速度５℃／分で昇温し、このときの質量減少率［質量％］を熱重量分析装置にて計測した。計測結果を図１６に示す。
【００９３】
図１６に示すように、ＣＯ２を吸収した後のＬｉ２ＣｕＯ２は、大気中で６５０℃以上にてＣＯ２を放出した。質量減少率が理論質量減少率に達しているので、ＣＯ２が放出されてＬｉ２ＣｕＯ２が再生されたと考えられる。
【００９４】
なお、本実施例では、Ｌｉ２ＣＯ３を用いてＬｉ２ＣｕＯ２を合成した場合を中心に説明したが、Ｌｉ２Ｏ、ＬｉＯＨを用いてＬｉ２ＣｕＯ２を合成した場合も同様である。
【図面の簡単な説明】
【００９５】
【図１】本発明の炭酸ガス吸収材の製造方法における加熱工程及び冷却工程の実施に用いられる加熱炉の一例を示す概略斜視図である。
【図２】本発明の炭酸ガスの吸収放出装置の一実施形態を示す概略構成図である。
【図３】図２の吸収放出装置を構成する炭酸ガス貯蔵分離器の断面構造を拡大して示す拡大図である。
【図４】降温速度３．７℃／秒で合成したＬｉ２ＣｕＯ２等のエックス線回折図である。
【図５】降温速度５．４℃／秒で合成したＬｉ２ＣｕＯ２等のエックス線回折図である。
【図６】降温速度１．０℃／秒で合成したＬｉ２ＣｕＯ２等のエックス線回折図である。
【図７】加熱温度６５０℃で合成したＬｉ２ＣｕＯ２等のエックス線回折図である。
【図８】加熱温度６６０℃で合成したＬｉ２ＣｕＯ２等のエックス線回折図である。
【図９】加熱温度７００℃で合成したＬｉ２ＣｕＯ２等のエックス線回折図である。
【図１０】加熱温度９６０℃で合成したＬｉ２ＣｕＯ２等のエックス線回折図である。
【図１１】加熱温度９７０℃で合成したＬｉ２ＣｕＯ２等のエックス線回折図である。
【図１２】降温速度５．４℃／秒、加熱温度７００℃で合成したＬｉ２ＣｕＯ２の質量変化率を示すグラフである。
【図１３】降温速度３．７℃／秒、加熱温度７００℃で合成したＬｉ２ＣｕＯ２の質量変化率を示すグラフである。
【図１４】降温速度１．０℃／秒、加熱温度７００℃で合成したＬｉ２ＣｕＯ２の質量変化率を示すグラフである。
【図１５】Ｌｉ２ＣｕＯ２とＬｉ４ＳｉＯ４の質量変化率を比較して示すグラフである。
【図１６】実施例のＮｏ．７のＬｉ２ＣｕＯ２成形体の質量減少率を示すグラフである。
【符号の説明】
【００９６】
１２Ａ，１２Ｂ・・・炭酸ガス貯蔵分離器
１５・・・Ｌｉ２ＣｕＯ２
１６・・・熱媒流通管
２０・・・加熱炉
２１・・・試料（Ｌｉ２Ｏ、Ｌｉ２ＣｕＯ２、及びＬｉＯＨの少なくとも１種と酸化銅との混合物）
【図１】
0005020893.tif 000004
【図２】
0005020893.tif 000005
【図３】
0005020893.tif 000006
【図４】
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【図５】
0005020893.tif 000008
【図６】
0005020893.tif 000009
【図７】
0005020893.tif 000010
【図８】
0005020893.tif 000011
【図９】
0005020893.tif 000012
【図１０】
0005020893.tif 000013
【図１１】
0005020893.tif 000014
【図１２】
0005020893.tif 000015
【図１３】
0005020893.tif 000016
【図１４】
0005020893.tif 000017
【図１５】
0005020893.tif 000018
【図１６】
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