東芝:清掃工場排出CO2をCOに変換:Power to Chemicals(動画):
Toshiba: Converting CO2 emitted from cleaning plants to CO: (P2C):
东芝:将清洁厂排放的二氧化碳转化为二氧化碳:电力转化为化学品(P2C)
ーCO2からCOを生成、東芝が工業化実現ー
東芝:
CO2を、COに電気化学変換!
Power to Chemicals(P2C)を大規模に行う技術を開発した。
Power to Chemicals(P2C)とは:
P2C は、CO2を「燃料や化学品の原料となるCO」に、直接電気化学変換できる。
一般の清掃工場:
「一般的な清掃工場が排出する年間約7万トンのCO2」を、COに変換できる。石炭火力発電所:
「CO2排出が清掃工場の数十倍になる石炭火力発電所」にも、適用できる。今回開発した新技術:
- 電力を使って、CO2からCOを生成し、
- P2Cの電解セルを、大面積化する、
「電解セルを複数積層するスタック化技術」を開発した。
新技術の内容:
- 面積を従来比100倍・100㎠に広げ、4層スタックした電解セルを開発。
- 電流密度200mA/㎠で動作させると、ファラデー効率・94%を実現。
処理能力が飛躍的に向上:
従来の電解セル
CO2処理能力/㎡は、年間約4トンにすぎない。
今回の電解セル
CO2処理能力/㎡は、年間約35トンを処理できる。
独自開発の技術:
東芝は、「2019年3月、CO2を気相で直接反応できる技術」を独自開発した。
還元触媒電極を使用:
還元触媒電極を用いた電解セルにより、
- 液相で反応する従来型の電解セルと比べ、
- 466倍となる電流密度700mA/㎠の、
- ファラデー効率で92%を達成した。
東芝トランスデューサ技術ラボ
上席研究員・北川良太:ファラデー効率92%:高性能を実現
- CO2を効率的に触媒と反応させる、三相界面制御技術と、
- 多孔質構造で触媒活性面積を増大させる、構造制御技術によって実現。
触媒材料については詳細を明かしていない。
一般的な清掃工場:
敷地面積が5万㎡に対して、CO2の年間排出量は7万3000トンになる。
- この清掃工場の空きスペースに、
- 新開発のP2C電解セル電解装置を設置すれば、
- 排出されるCO2をほぼ全てCOに変換できる。
他技術との比較:
CO2をCOなどの有価物に変換する他技術と比較した。
光触媒人工光合成:195haの敷地が必要。
藻類党の培養:723haの敷地が必要。
今後の開発予定:
今回の「独自触媒電極を使った、電解セルの大面積化・スタック化」に成功した。
2021年度以降、「年間約35トン/㎡のCO2を処理するシステム」で実証する。
Power to Chemicals(P2C)の用途:
ガソリン・軽油・ジェット燃料の製造
例えば、フィッシャートロプシュ法を適用すれば、ガソリンや軽油、ジェット燃料を製造できる。
メタノール、ブタンの製造
この他にも合成ガスからは、酢酸やジメチルエーテルの原料となるメタノール、ブタン、アルデヒド、エタノールなどが製造できる。
研究開発最前線 – MONOist
https://monoist.atmarkit.co.jp/mn/articles/2103/22/news051.html
東芝:CO2を価値ある資源に変換可能なCO2資源化技術を開発
ー常温環境下、世界最高スピードで変換ー
ー省スペースで脱炭素化に貢献する処理能力を達成ー
東芝 研究開発センター:
東芝が、CO2資源化技術「Power to Chemicals」を開発しました。
CO2を、燃料や化学品の原料となるCOに電気化学変換します。
変換する電解セルを
- 当社独自技術で積層化(スタック)し、
- 単位設置面積あたりの処理量を高め、
- 郵便封筒(長3)サイズの設置面積で、
年間最大1.0t-CO2の処理量を達成しました。
世界最高の処理速度:
これは、常温環境下で稼働するCO2電解スタックにおいて世界最高の処理速度(*1)となります。
従来:
「電解セルをスタック化することにより、処理速度が低下するという課題」がありました。
今回:
「独自技術によって、スタック化により生じる速度低下を防ぐこと」に成功しました。
省スペースでCO2をCOに変換:
スタック化により単位設置面積当たりの処理量も増加するため、実用レベルの省スペースでCO2を有価物に変換することが可能となります。
1日のCO2排出量200tとなる清掃工場(*2)の場合。
2000㎡(バスケットコート5つ分)の設置面積で処理可能。
電気化学会第88回大会:
セルをさらに積層することでスケールアップが可能、早期実用化に向けて大きく前進。
本技術の詳細を3月22日からオンライン開催される電気化学会第88回大会で発表します。
https://www.toshiba.co.jp/rdc/detail/2103_02.htm
Toshiba, ANA, Toyo and Idemitsu Kosan partner on power-to-chemicals strategy – Chemical Engineering | Page 1