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WO2021149289A1 - 金属原料製造装置および金属原料製造方法 - Google Patents

金属原料製造装置および金属原料製造方法 Download PDF

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WO2021149289A1
WO2021149289A1 PCT/JP2020/031010 JP2020031010W WO2021149289A1 WO 2021149289 A1 WO2021149289 A1 WO 2021149289A1 JP 2020031010 W JP2020031010 W JP 2020031010W WO 2021149289 A1 WO2021149289 A1 WO 2021149289A1
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WO
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seawater
carbon dioxide
unit
raw material
metal raw
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PCT/JP2020/031010
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English (en)
French (fr)
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健司 反町
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Shinko Sangyo Co Ltd
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Shinko Sangyo Co Ltd
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Definitions

  • the present invention relates to a metal raw material manufacturing apparatus and a metal raw material manufacturing method.
  • Patent Document 1 A method for producing magnesium hydroxide using a reaction of reacting a magnesium salt with a metal hydroxide to obtain magnesium hydroxide is known (Patent Document 1).
  • Patent Document 1 A method for producing magnesium hydroxide using a reaction of reacting a magnesium salt with a metal hydroxide to obtain magnesium hydroxide.
  • an object of the present invention is to provide a new metal raw material manufacturing apparatus capable of producing magnesium hydroxide.
  • the metal raw material manufacturing apparatus of the present invention is used.
  • the seawater supply unit Including the 1st seawater supply section
  • the electricity supply unit supplies electricity to the electrolysis unit, and the electricity supply unit supplies electricity to the electrolysis unit.
  • the electrolysis section includes a first reaction section and includes a first reaction section.
  • the metal raw material recovery unit includes a first recovery unit.
  • the first seawater supply unit supplies the first seawater to the first reaction unit. Sodium ion, chloride ion, magnesium ion, and calcium ion are present in the first seawater.
  • the first reaction section hydrogen gas, chlorine gas, and hydroxide ions are generated in the first seawater by electrolyzing the first seawater using the supplied electricity, and the water. Oxide ions react with the magnesium ions in the first seawater to produce magnesium hydroxide.
  • the first recovery unit recovers the produced magnesium hydroxide.
  • the method for producing a metal raw material of the present invention Including seawater supply process, electricity supply process, electrolysis process, metal raw material recovery process,
  • the seawater supply process is Including the first seawater supply process
  • the electricity supply process supplies electricity to the electrolysis process.
  • the electrolysis step includes a first reaction step.
  • the metal raw material recovery step includes a first recovery step.
  • the first seawater supply step the first seawater is supplied to the first reaction step, and the first seawater is supplied.
  • Sodium ion, chloride ion, magnesium ion, and calcium ion are present in the first seawater.
  • hydrogen gas, chlorine gas, and hydroxide ions are generated in the first seawater by electrolyzing the first seawater using the supplied electricity, and the water. Oxide ions react with the magnesium ions in the first seawater to produce magnesium hydroxide.
  • the produced magnesium hydroxide is recovered.
  • the feature of the present invention is that magnesium hydroxide can be produced from seawater as a raw material.
  • Magnesium hydroxide has various uses such as a raw material for flame retardants, and magnesium oxide produced from magnesium hydroxide also has various uses.
  • the present invention can produce magnesium hydroxide, which is important in the industrial field, from seawater as a raw material, the raw material cost becomes substantially zero.
  • recyclable energy such as solar power generation is used for electricity used for electrolysis, running costs can be kept low.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an example of the carbon dioxide fixing device of the fourth embodiment.
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing an example of the carbon dioxide fixing device of the modified example 1.
  • FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing an example of the carbon dioxide fixing device of the modified example 2.
  • FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing an example of the carbon dioxide fixing device of the fifth embodiment.
  • FIG. 5 is a schematic cross-sectional view showing an example of the carbon dioxide fixing device of the sixth embodiment.
  • FIG. 6 is a diagram showing an electrolyzer in the second embodiment.
  • FIG. 7 is a photograph of a mixture of a sodium chloride solution and a calcium chloride solution after electrolysis after contact with carbon dioxide in Example 2.
  • FIG. 7 is a photograph of a mixture of a sodium chloride solution and a calcium chloride solution after electrolysis after contact with carbon dioxide in Example 2.
  • FIG. 7 is a photograph of a mixture of a sodium chloride solution and
  • FIG. 8 is a diagram showing an electrolyzer according to the third embodiment.
  • FIG. 9 is a graph showing the weight of the precipitate formed in the mixed solution due to the contact with carbon dioxide in Example 3.
  • FIG. 10 is a graph showing the carbon dioxide concentration in the container after contact in Example 3.
  • FIG. 11 is a graph showing the carbon dioxide concentration in the container after contact in Example 3.
  • FIG. 12 is a graph showing the weight of calcium carbonate adhered to the air stone in Example 4.
  • FIG. 13 is a photograph of the air stone after contact in Example 5.
  • FIG. 14 is a graph showing the weight of calcium carbonate adhered to the air stone in Example 5.
  • FIG. 15 is a photograph of the mixed solution containing sodium hydroxide and calcium chloride in Reference Example 1 before and after contact with carbon dioxide.
  • FIG. 16 is a graph showing the weight of the precipitate formed in the mixed solution due to the contact with carbon dioxide in Reference Example 1.
  • FIG. 17 is a graph showing the weight of the precipitate formed in the mixed solution due to the contact with carbon dioxide in Reference Example 1.
  • FIG. 18 is a photograph of a mixed solution containing sodium hydroxide and calcium chloride in Reference Example 2.
  • FIG. 19 is a graph showing the carbon dioxide concentration in the container after contact in Reference Example 3.
  • FIG. 20 is a diagram showing the shape of the octagonal pillar plastic bottle in Reference Example 3.
  • FIG. 21 is a graph showing the carbon dioxide concentration in the container after contact in Reference Example 3.
  • FIG. 22 is a graph showing the carbon dioxide concentration in the container after contact in Reference Example 3.
  • FIG. 23 is a diagram showing a state in which contact is performed by spraying in Reference Example 4.
  • FIG. 24 is a graph showing the carbon dioxide concentration in the container after contact in Reference Example 4.
  • FIG. 25 is a diagram showing contact means in Reference Example 4.
  • FIG. 26 is a graph showing the carbon dioxide concentration in the container after contact in Reference Example 4.
  • FIG. 27 is a graph showing the weight of the precipitate formed in the mixed solution due to the contact with carbon dioxide in Reference Example 5.
  • FIG. 28 is a graph showing the weight of the precipitate formed in the mixed solution due to the contact with carbon dioxide in Reference Example 5.
  • FIG. 29 is a graph showing the weight of the precipitate formed in the mixed solution due to the contact with carbon dioxide in Reference Example 6.
  • FIG. 30 is a graph showing the weight of the precipitate formed in the mixed solution due to the contact with carbon dioxide in Reference Example 7.
  • FIG. 31 is a diagram showing a state in which contact by shaking is performed in Reference Example 3.
  • FIG. 32 is a graph showing the carbon dioxide concentration in the container after contact in Reference Example 3.
  • FIG. 33 is a diagram showing a state in which contact by bubbling is performed in Reference Example 8.
  • FIG. 34 is a graph showing the weight of the precipitate formed in the mixed solution due to the contact with carbon dioxide in Reference Example 8.
  • FIG. 35 is a schematic view illustrating the form of the pipe in Reference Example 8.
  • FIG. 36 is a graph showing the carbon dioxide concentration in the container after contact in Reference Example 8.
  • FIG. 37 is a graph showing the carbon dioxide concentration in the container after contact in Reference Example 8.
  • FIG. 38 is a graph showing the carbon dioxide concentration in the container after contact in Reference Example 8.
  • FIG. 39 is a graph showing the carbon dioxide concentration in the container after contact in Reference Example 8.
  • FIG. 40 is a graph showing the carbon dioxide concentration in the container after contact in Reference Example 9.
  • FIG. 41 is a diagram showing a state in which contact by bubbling is performed in Reference Example 9.
  • FIG. 42 is a graph showing the carbon dioxide concentration in the container after contact in Reference Example 9.
  • FIG. 43 is a graph showing the carbon dioxide concentration in the container after contact in Reference Example 9.
  • FIG. 44 is a graph showing the weight of the precipitate formed in the mixed solution due to the contact with carbon dioxide in Reference Example 10.
  • FIG. 45 is a graph showing the carbon dioxide concentration in the container after contact in Reference Example 10.
  • FIG. 46 is a graph showing the weight of the precipitate formed in the mixed solution due to the contact with carbon dioxide in Reference Example 11.
  • FIG. 47 is a schematic view showing a carbon dioxide fixing device in Reference Example 12.
  • FIG. 48 is a schematic view showing an example of a carbon dioxide fixing device including a solar power generation device.
  • FIG. 49 is a schematic view showing an example of a carbon dioxide fixing device including a photovoltaic power generation device and a hydrogen fuel cell.
  • FIG. 50 is a schematic view showing an example of a carbon dioxide fixing device including a photovoltaic power generation device, a hydrogen fuel cell, and a storage battery.
  • FIG. 51 is a schematic view showing an example of the metal raw material manufacturing apparatus of the first embodiment.
  • FIG. 51 is a schematic view showing an example of the metal raw material manufacturing apparatus of the first embodiment.
  • FIG. 52 is a flowchart showing an example of processing in the metal raw material manufacturing method of the first embodiment.
  • FIG. 53 is a schematic view showing an example of the metal raw material manufacturing apparatus of the second embodiment.
  • FIG. 54 is a flowchart showing an example of processing in the metal raw material manufacturing method of the second embodiment.
  • FIG. 55 is a photograph of seawater after electrolysis in Example 1.
  • FIG. 56 is a graph showing the weight of the precipitate formed in the seawater after electrolysis in Example 1.
  • FIG. 57 is a photograph of a test tube after contact with (A) carbon dioxide in Example 1 and a graph showing the weight of the precipitate formed after contact with (B) carbon dioxide.
  • the magnesium hydroxide precipitate is produced in the first reaction section, and the first recovery section recovers the magnesium hydroxide precipitate.
  • the electricity supply unit includes a first power generation unit.
  • the first power generation unit is a power generation unit that uses renewable energy.
  • the first power generation unit includes at least one power generation of solar power generation, wind power generation, wave power generation, and geothermal power generation.
  • the electricity supply unit further includes a second power generation unit, the second power generation unit is a hydrogen fuel cell, and the hydrogen fuel cell is based on the electrolysis unit. Power is generated using the hydrogen generated by the electrolysis of the seawater.
  • the seawater supply unit further includes a second seawater supply unit
  • the electrolysis unit further includes a second reaction unit
  • the second reaction unit is a gas.
  • the metal raw material recovery unit further includes a second recovery unit, and the second seawater supply unit recovers the magnesium hydroxide in the first reaction unit with respect to the second reaction unit. After that, the second seawater is supplied, and the sodium ion, the hydroxide ion, and the calcium ion are present in the second seawater, and the gas supply unit is connected to the second reaction unit.
  • a carbon dioxide-containing gas is supplied, and in the second reaction section, the sodium ion, the hydroxide ion, and the calcium ion in the second seawater react with carbon dioxide in the carbon dioxide-containing gas to form carbon dioxide. Calcium is produced, and the second recovery unit recovers the produced calcium carbonate.
  • the carbon dioxide-containing gas is at least one gas selected from air, an exhaust gas produced by burning fuel, and a mixed gas of the air and the exhaust gas. ..
  • the electricity supply unit includes a third power generation unit
  • the third power generation unit includes a combustion unit, a generator, and a gas exhaust unit
  • the combustion unit is a fuel.
  • the power generation unit converts the heat energy into a driving force to drive the generator to generate electricity
  • the gas exhaust unit generates carbon dioxide-containing gas generated by the combustion. After exhausting, the gas supply unit supplies the exhausted carbon dioxide-containing gas to the second reaction unit.
  • the combustion in the combustion unit is the combustion of at least one fuel selected from the group consisting of coal, petroleum, natural gas, industrial waste, and biomass.
  • the metal raw material manufacturing apparatus of the present invention further includes, for example, a reagent supply unit, and the reagent supply unit supplies at least one reagent of sodium chloride and calcium chloride to at least one of the first seawater and the second seawater. It is possible.
  • the metal raw material manufacturing apparatus of the present invention further includes, for example, a concentration control unit, and the concentration control unit further comprises a concentration of the sodium ion and the hydroxide ion in at least one of the first seawater and the second seawater. Is controlled to 0.2 N or less as the concentration of sodium hydroxide.
  • the concentration control unit controls the concentration of sodium hydroxide to 0.05 N or more in at least one of the first seawater and the second seawater.
  • the concentration control unit sets the concentration of the chlorine ion and the calcium ion in at least one of the first seawater and the second seawater as the concentration of calcium chloride. Control to 05 mol / L or more.
  • the second reaction unit further includes a temperature control unit, and the temperature control unit controls the temperature of the second seawater to 70 ° C. or higher.
  • the electricity supply unit further includes a power storage unit, and the power storage unit supplies the stored electricity to the electrolysis unit.
  • the metal raw material manufacturing apparatus of the present invention further includes, for example, a seawater desalination section, the seawater desalination section includes a reverse osmosis membrane and a pressurizing section, and the seawater is supplied by pressurization by the pressurizing section.
  • a seawater desalination section includes a reverse osmosis membrane and a pressurizing section, and the seawater is supplied by pressurization by the pressurizing section.
  • the pressurizing section of the seawater desalination section includes a pump section, and the pump section is driven by electricity supplied by the electricity supply section.
  • the magnesium hydroxide precipitate is produced in the first reaction step, and the magnesium hydroxide precipitate is recovered in the first recovery step.
  • the electricity supply process includes a first power generation process
  • the first power generation process is a power generation process using renewable energy.
  • the first power generation process includes at least one power generation of solar power generation, wind power generation, wave power generation, and geothermal power generation.
  • the electricity supply step further includes a second power generation step, the second power generation step supplies electricity by a hydrogen fuel cell, and the hydrogen fuel cell is the electricity. Power is generated using the hydrogen generated by the electrolysis of the seawater in the decomposition step.
  • the seawater supply step further includes a second seawater supply step
  • the electrolysis step further includes a second reaction step
  • the second reaction step is a gas.
  • the metal raw material recovery step further includes a second recovery step
  • the second seawater supply step includes recovery of the magnesium hydroxide in the first reaction step with respect to the second reaction step.
  • a carbon dioxide-containing gas is supplied, and in the second reaction step, the sodium ion, the hydroxide ion and the calcium ion in the second seawater react with carbon dioxide in the carbon dioxide-containing gas to form carbon dioxide. Calcium is produced, and the second recovery step recovers the produced calcium carbonate.
  • the carbon dioxide-containing gas is at least one gas selected from air, an exhaust gas produced by burning fuel, and a mixed gas of the air and the exhaust gas. ..
  • the electricity supply step includes a third power generation step
  • the third power generation step includes a combustion step and a gas exhaust step
  • the combustion step burns fuel.
  • the heat energy is converted into a driving force to drive a generator to generate heat
  • the gas exhaust process the carbon dioxide-containing gas generated by the combustion is exhausted and described.
  • the gas supply step supplies the exhausted carbon dioxide-containing gas to the second reaction step.
  • the combustion in the combustion step is the combustion of at least one fuel selected from the group consisting of coal, petroleum, natural gas, industrial waste, and biomass.
  • the method for producing a metal raw material of the present invention further includes, for example, a reagent supply step, in which the reagent supply step supplies at least one reagent of sodium chloride and calcium chloride to at least one of the first seawater and the second seawater. It is possible.
  • the method for producing a metal raw material of the present invention further includes, for example, a concentration control step, in which the concentration control step further comprises the concentration of the sodium ion and the hydroxide ion in at least one of the first seawater and the second seawater. Is controlled to 0.2 N or less as the concentration of sodium hydroxide.
  • the concentration of sodium hydroxide in at least one of the first seawater and the second seawater is controlled to 0.05 N or more.
  • the concentration of the chlorine ion and the calcium ion in at least one of the first seawater and the second seawater is defined as the concentration of calcium chloride. Control to 05 mol / L or more.
  • the second reaction step further includes a temperature control step, and the temperature control step controls the temperature of the second seawater to 70 ° C. or higher.
  • the electricity supply step further includes a power storage step.
  • the power storage step supplies the stored electricity to the electrolysis step.
  • the method for producing a metal raw material of the present invention further includes, for example, a seawater desalination step, the seawater desalination step includes a pressurization step, and the pressurization by the pressurization step allows seawater to permeate through a reverse osmosis membrane. By doing so, fresh water and concentrated seawater are generated from the seawater, and the concentrated seawater can be supplied to at least one of the first reaction step and the second reaction step.
  • the pressurizing step of the seawater desalination step performs pressurization by a pump section, and the pump section is driven by electricity supplied by the electricity supply step.
  • the metal raw material manufacturing apparatus 4 of the present embodiment includes a seawater supply unit 41, an electricity supply unit 42, an electrolysis unit 43, and a metal raw material recovery unit 44.
  • the seawater supply unit 41 includes a first seawater supply unit 411.
  • the electricity supply unit 42 supplies electricity to the electrolysis unit 43.
  • the electrolysis unit 43 includes a first reaction unit 431.
  • the metal raw material recovery unit 44 includes a first recovery unit 441.
  • the first seawater supply unit 411 supplies the first seawater to the first reaction unit 431.
  • Sodium ion, chloride ion, magnesium ion and calcium ion are present in the first seawater.
  • the first reaction unit 431 hydrogen gas, chlorine gas, and hydroxide ions are generated in the first seawater by electrolyzing the first seawater using the supplied electricity, and the water. Oxide ions react with the magnesium ions in the first seawater to produce magnesium hydroxide (Mg (OH) 2).
  • the first recovery unit 441 recovers the produced magnesium hydroxide.
  • other configurations and conditions are not particularly limited.
  • the technical feature of the present invention is that it combines the electrolysis of seawater with the low solubility of magnesium hydroxide. That is, in the present invention, hydroxide ions are generated by electrolyzing seawater. The hydroxide ion reacts with magnesium ion and calcium ion in seawater, but since magnesium ion is contained in high concentration in seawater (0.052 mol / L), the hydroxide ion is preferentially selected. Magnesium hydroxide is produced by reacting with magnesium ions, and magnesium hydroxide having low solubility (solubility: 0.21 ⁇ 10 -3 mol / L) precipitates immediately, so that recovery is easy.
  • the seawater supply unit 41 includes the first seawater supply unit 411.
  • the first seawater supply unit 411 supplies the first seawater to the first reaction unit 431, which will be described later.
  • the first seawater supply unit 411 is not particularly limited as long as it can supply the first seawater to the first reaction unit 431, and may be, for example, a pipe, a hose, or the like.
  • the first seawater is, for example, raw seawater before electrolysis, which will be described later.
  • the first seawater may be prepared.
  • the electricity supply unit 42 supplies electricity to the electrolysis unit 43.
  • the electricity supply unit 42 is not particularly limited as long as it can supply electricity to the electrolysis unit 43.
  • the electricity supply unit 42 includes, for example, a first power generation unit (not shown), and the first power generation unit may be a power generation unit using renewable energy.
  • the above-mentioned "renewable energy” is, for example, "solar, wind and other non-solar” in the Act on Promotion of Utilization of Non-fossil Energy Sources and Effective Utilization of Fossil Energy Raw Materials by Energy Supply Providers (Energy Supply Structure Advancement Act).
  • fossil energy sources those specified by the government ordinance as those that are recognized as being permanently usable as energy sources "are defined in the government ordinance as solar, wind, hydraulic, geothermal, solar heat, and atmospheric. Heat and other heat and biomass existing in the natural world are defined.
  • the first power generation unit may perform, for example, solar power generation, wind power generation, wave power generation, and geothermal power generation. By generating electricity using the renewable energy, the running cost (electricity cost) of the device can be reduced.
  • the electricity supply unit 42 may further include, for example, a second power generation unit (not shown).
  • the second power generation unit is a hydrogen fuel cell, and the hydrogen fuel cell uses hydrogen generated by electrolysis of seawater by the electrolysis unit 43 to generate electricity.
  • the hydrogen fuel cell can be used as an energy circulation type device.
  • the electrolysis unit 43 includes the first reaction unit 431.
  • the first seawater is electrolyzed using the supplied electricity.
  • the first reaction unit 431 includes electrodes (anode and cathode).
  • the description of the electrolysis chamber 12 in the carbon dioxide fixing devices 1, 2 and 3 described later can be referred to.
  • the metal raw material recovery unit 44 includes the first recovery unit 441.
  • the first recovery unit 441 recovers the produced magnesium hydroxide.
  • the first reaction section 431 for example, the magnesium hydroxide precipitate, the precipitate on the electrode surface, and the like may be generated.
  • the first recovery unit 441 may, for example, recover the magnesium hydroxide precipitate, recover it by filter filtration, or recover the precipitate on the electrode surface.
  • the metal raw material recovery unit 44 can refer to the description of the liquid extraction unit 50 and the filter 51 of the carbon dioxide fixing devices 1 to 3, which will be described later.
  • the metal raw material manufacturing method of the present embodiment includes a seawater supply step, an electricity supply step, an electrolysis step, and a metal raw material recovery step.
  • the seawater supply step includes a first seawater supply step.
  • the electricity supply step supplies electricity to the electrolysis step.
  • the electrolysis step includes a first reaction step.
  • the metal raw material recovery step includes a first recovery step.
  • the first seawater supply step supplies the first seawater to the first reaction step.
  • Sodium ion, chloride ion, magnesium ion and calcium ion are present in the first seawater.
  • hydrogen gas, chlorine gas, and hydroxide ions are generated in the first seawater by electrolyzing the first seawater using the supplied electricity, and the water.
  • Oxide ions react with the magnesium ions in the first seawater to produce magnesium hydroxide.
  • the produced magnesium hydroxide is recovered.
  • the description of the electrolysis step of the third embodiment described later can be referred to.
  • FIG. 52 is a flowchart showing an example of the metal raw material manufacturing method.
  • the metal raw material manufacturing method of the present embodiment can be carried out as follows, for example, by using the metal raw material manufacturing apparatus 4 of FIG.
  • the metal raw material manufacturing method of the present embodiment is not limited to the use of the metal raw material manufacturing apparatus 4 of FIG. 51.
  • the flowchart of FIG. 52 is an example of the order of processing of each step, and the present invention is not limited to this order, and each step may be performed simultaneously as long as metal raw material production can be performed, or before and after. You may let me.
  • the seawater supply unit 41 performs the seawater supply step (S101).
  • the seawater supply step (S101) includes a first seawater supply step (S101A).
  • the first seawater is supplied to the first reaction step (S103A) by the first seawater supply unit 411.
  • Sodium ion, chloride ion, magnesium ion and calcium ion are present in the first seawater.
  • the electricity supply unit 42 performs the electricity supply step (S102).
  • the electricity supply step (S102) supplies electricity to the electrolysis step (S103).
  • the electricity supply step (S102) may include, for example, a first power generation step (S102A).
  • the first power generation step (S102A) may be a power generation step using renewable energy.
  • the electricity supply step (S102) may include, for example, a second power generation step (S102B).
  • a second power generation step (S102B) electricity is supplied by a hydrogen fuel cell.
  • the hydrogen fuel cell generates electricity using, for example, hydrogen generated by the electrolysis of seawater in the electrolysis step (S103) described later.
  • the electrolysis unit 43 performs the electrolysis step (S103).
  • the electrolysis step (S103) includes a first reaction step (S103A).
  • first reaction step (S103A) by electrolyzing the first seawater using the electricity supplied by the first reaction unit 431, hydrogen gas, chlorine gas, and hydrogen gas, chlorine gas, and Hydroxide ions are generated, and the hydroxide ions react with the magnesium ions in the first seawater to produce magnesium hydroxide.
  • the metal raw material recovery unit 44 performs the metal raw material recovery step (S104) and ends the process (END).
  • the metal raw material recovery step (S104) includes a first recovery step (S104A). In the first recovery step (S104A), the produced magnesium hydroxide is recovered.
  • the magnesium hydroxide precipitate, the precipitate on the electrode surface, and the like may be generated.
  • the magnesium hydroxide precipitate may be recovered, recovered by filter filtration, or recovered on the electrode surface.
  • the seawater supply unit 41 further includes the second seawater supply unit 412
  • the electrolysis unit 43 further includes the second seawater supply unit 412.
  • the second reaction section 432 includes a gas supply unit 4321.
  • the metal raw material recovery unit 44 further includes a second recovery unit 442. Then, the second seawater supply unit 412 supplies the second reaction unit 432 with the second seawater after the magnesium hydroxide has been recovered by the first reaction unit 431.
  • the sodium ion, the hydroxide ion, and the calcium ion are present in the second seawater.
  • the gas supply unit 4321 supplies the carbon dioxide-containing gas to the second reaction unit 432.
  • the sodium ion, the hydroxide ion, and the calcium ion in the second seawater react with carbon dioxide in the carbon dioxide-containing gas to generate calcium carbonate.
  • the second recovery unit 442 recovers the generated calcium carbonate. Other than these points, it is the same as that of the first embodiment.
  • the first reaction unit 431 and the second reaction unit 432 may be one container in common. Further, as shown in FIG. 53 (B), the first reaction unit 431 and the second reaction unit 432 communicate with each other by a flow path, and the second seawater is connected to the first reaction unit 431 to the second reaction unit 432. May be sent.
  • the solubility of magnesium hydroxide is extremely low, 0.21 ⁇ 10 -3 mol / L, while the Mg ion concentration in seawater is 0.052 mol / L. Therefore, when magnesium hydroxide is formed in seawater, almost the entire amount is precipitated.
  • the solubility of calcium hydroxide is 0.023 mol / L, while the Ca ion concentration in seawater is 0.01 mol / L. Therefore, even in the presence of sodium hydroxide (NaOH), calcium hydroxide precipitation is unlikely to be formed. From the above, in the case of the two-tank method shown in FIG.
  • magnesium hydroxide can be precipitated in the first tank, and calcium carbonate and calcium hydroxide can be precipitated in the second tank.
  • the present invention is not limited to this, and even in the one-tank method shown in FIG. 53 (A), for example, magnesium hydroxide can be first precipitated, and then calcium carbonate or calcium hydroxide can be precipitated.
  • the second reaction unit 432 includes a gas supply unit 4321.
  • the gas supply unit 4321 supplies carbon dioxide-containing gas to the second reaction unit 432, which will be described later.
  • the carbon dioxide-containing gas include air, an exhaust gas generated by burning fuel, and a mixed gas of the air and the exhaust gas.
  • the carbon dioxide-containing gas for example, the description of the carbon dioxide-containing gas described later can be referred to.
  • the second reaction unit 432 for example, the description of the reaction chamber 11 in the carbon dioxide fixation devices 1, 2 and 3 described later can be referred to.
  • the gas supply unit 4321 is not particularly limited as long as it can supply the carbon dioxide-containing gas to the second reaction unit 432, and may be, for example, a pipe, a hose, or the like.
  • the second seawater supply unit 412 supplies the second reaction unit 432 with the second seawater after the magnesium hydroxide has been recovered by the first reaction unit 431.
  • the sodium ion, the hydroxide ion, and the calcium ion are present in the second seawater.
  • the second seawater supply unit 412 is not particularly limited as long as it can supply the second seawater to the second reaction unit 432, and is the same as, for example, the first seawater supply unit 411.
  • the sodium ion, the hydroxide ion, and the calcium ion in the second seawater react with carbon dioxide in the carbon dioxide-containing gas to generate calcium carbonate.
  • the metal raw material recovery unit 44 further includes a second recovery unit 442.
  • the second recovery unit 442 recovers the generated calcium carbonate.
  • the second reaction unit 432 for example, the precipitate of calcium carbonate, the precipitate on the contact surface with the carbon dioxide-containing gas, and the like may be generated.
  • the second recovery unit 442 may, for example, recover the magnesium hydroxide precipitate, recover it by filter filtration, or recover the precipitate.
  • the electricity supply unit 42 may include a third power generation unit (not shown).
  • the third power generation unit includes a combustion unit, a generator, and a gas exhaust unit, and the combustion unit burns fuel to generate thermal energy. Examples of combustion in the combustion section include combustion of coal, petroleum, natural gas, industrial waste, and biomass.
  • the power generation unit converts the heat energy into a driving force and drives the generator to generate electricity.
  • the conversion of the thermal energy into the driving force in the power generation unit is, for example, the rotation of the turbine by the steam generated by the heat of combustion.
  • the gas exhaust unit exhausts the carbon dioxide-containing gas generated by the combustion, and the gas supply unit supplies the exhausted carbon dioxide-containing gas to the second reaction unit 432.
  • the metal raw material manufacturing apparatus 4 of the present embodiment may further include, for example, a reagent supply unit (not shown).
  • the reagent supply unit can supply at least one reagent of sodium chloride and calcium chloride to at least one of the first seawater and the second seawater.
  • the metal raw material manufacturing apparatus 4 of the present embodiment may further include, for example, a concentration control unit (not shown).
  • the concentration control unit controls, for example, the concentration of the sodium ion and the hydroxide ion in at least one of the first seawater and the second seawater to 0.2 N or less as the concentration of sodium hydroxide. Further, for example, the concentration of the sodium hydroxide is controlled to 0.05 N or more.
  • the concentration control unit may be, for example, a central processing unit (CPU (Central Processing Unit) or the like).
  • the concentration control unit may control the concentration of the chlorine ion and the calcium ion in at least one of the first seawater and the second seawater to be 0.05 mol / L or more as the concentration of calcium chloride. good.
  • the second reaction unit 432 further includes a temperature control unit (not shown), and the temperature control unit raises the temperature of the second seawater to 70 ° C. or higher. You may control it.
  • the temperature control unit may be, for example, a central processing unit (CPU or the like).
  • the electricity supply unit 42 further includes a power storage unit (not shown), and the power storage unit may supply the stored electricity to the electrolysis unit. good.
  • the electricity stored in the power storage unit is preferably, for example, the electricity generated by the power generation unit.
  • the electricity generated by the power generation unit and the electricity stored in the power storage unit can be used not only for the electrolysis but also when electricity such as a pump is required.
  • the metal raw material manufacturing apparatus 4 of the present embodiment further includes, for example, a seawater desalination section, the seawater desalination section includes a reverse osmosis membrane and a pressurizing section, and pressurizes the seawater by the pressurization section.
  • the seawater desalination section includes a reverse osmosis membrane and a pressurizing section, and pressurizes the seawater by the pressurization section.
  • the reverse osmosis membrane By permeating the reverse osmosis membrane, fresh water and concentrated seawater are generated from the seawater, and the concentrated seawater may be supplied to at least one of the first reaction unit 431 and the second reaction unit 432.
  • the concentrated seawater for example, the calcium chloride concentration in the seawater can be increased.
  • the system using the seawater desalination section is useful, for example, in the Middle East region where there are many deserts.
  • the pressurizing unit of the seawater desalination unit may include a pump unit, and the pump unit may be driven by electricity supplied by the electricity supply unit 42. ..
  • the seawater supply step further includes a second seawater supply step.
  • the electrolysis step further includes a second reaction step.
  • the second reaction step includes a gas supply step.
  • the metal raw material recovery step further includes a second recovery step.
  • the second seawater supply step the second seawater after the magnesium hydroxide is recovered in the first reaction step is supplied to the second reaction step.
  • the sodium ion, the hydroxide ion, and the calcium ion are present in the second seawater.
  • the gas supply step supplies carbon dioxide-containing gas to the second reaction step.
  • the sodium ion, the hydroxide ion, and the calcium ion in the second seawater react with carbon dioxide in the carbon dioxide-containing gas to generate calcium carbonate.
  • the produced calcium carbonate is recovered. Other than these points, it is the same as that of the first embodiment.
  • FIG. 54 is a flowchart showing an example of the metal raw material manufacturing method.
  • the metal raw material manufacturing method of the present embodiment can be carried out as follows, for example, by using the metal raw material manufacturing apparatus 4 of FIG. 53.
  • the metal raw material manufacturing method of the present embodiment is not limited to the use of the metal raw material manufacturing apparatus 4 of FIG. 53.
  • the flowchart of FIG. 54 is an example of the order of processing of each step, and the present invention is not limited to this order, and each step may be performed simultaneously as long as metal raw material production can be performed, or before and after. You may let me.
  • the seawater supply unit 41 performs the seawater supply step (S101).
  • the seawater supply step (S101) further includes a second seawater supply step (S101B).
  • the second seawater supply unit 412 recovers the magnesium hydroxide in the first reaction step (S103A) with respect to the second reaction step (S103B). 2 Supply seawater.
  • the sodium ion, the hydroxide ion, and the calcium ion are present in the second seawater.
  • the electricity supply unit 42 performs the electricity supply step (S102).
  • the electricity supply step (S102) may include, for example, a third power generation step.
  • the third power generator includes a combustion step and a gas exhaust step.
  • the combustion step burns fuel to generate thermal energy. In the power generation process, the heat energy is converted into a driving force to drive a generator to generate electricity.
  • the gas exhaust step exhausts the carbon dioxide-containing gas generated by the combustion.
  • the gas supply step (S103B1) supplies the exhausted carbon dioxide-containing gas to the second reaction step (S103B).
  • the electrolysis unit 43 performs the electrolysis step (S103).
  • the electrolysis step (S103) further includes a second reaction step (S103B).
  • the second reaction step (S103B) includes a gas supply step (S103B1).
  • the gas supply step (S103B1) the carbon dioxide-containing gas is supplied to the second reaction step (S103B) by the gas supply unit 4321.
  • the sodium ion, the hydroxide ion, and the calcium ion in the second seawater react with carbon dioxide in the carbon dioxide-containing gas by the second reaction unit 432. (S103B2), calcium carbonate is produced.
  • the metal raw material recovery unit 44 performs the metal raw material recovery step (S104).
  • the metal raw material recovery step (S104) further includes a second recovery step (S104B).
  • the second recovery step (S104B) is completed by recovering the generated calcium carbonate by the second recovery unit 442 (END).
  • the metal raw material production method of the present embodiment may further include, for example, a reagent supply step.
  • a reagent supply step at least one reagent of sodium chloride and calcium chloride can be supplied to at least one of the first seawater and the second seawater.
  • the metal raw material manufacturing method of the present embodiment may further include, for example, a concentration control step.
  • concentration control step the concentration of the sodium ion and the hydroxide ion in at least one of the first seawater and the second seawater is controlled to 0.2 N or less as the concentration of sodium hydroxide.
  • concentration control step for example, the concentration of the sodium hydroxide is controlled to 0.05 N or more.
  • concentration control step for example, in at least one of the first seawater and the second seawater, the concentration of the chlorine ion and the calcium ion is controlled to be 0.05 mol / L or more as the concentration of calcium chloride.
  • the second reaction step (S103B) may further include, for example, a temperature control step.
  • the temperature control step controls the temperature of the second seawater to 70 ° C. or higher.
  • the electricity supply step (S102) may further include, for example, a power storage step.
  • the power storage step supplies the stored electricity to the electrolysis step.
  • the metal raw material production method of the present embodiment may further include, for example, a seawater desalination step.
  • the seawater desalination step includes a pressurization step. Fresh water and concentrated seawater are produced from the seawater by allowing seawater to permeate through the reverse osmosis membrane by pressurization in the pressurizing step, and the concentrated seawater is subjected to at least one of the first reaction step and the second reaction step. Can be supplied.
  • pressurizing step of the seawater desalination step for example, pressurization is performed by a pump section, and the pump section is driven by electricity supplied by the electricity supply step.
  • the method for fixing carbon dioxide of the present invention includes a contact step and an electrolysis step, and the contact step comprises at least one of sodium hydroxide (NaOH) and potassium hydroxide (KOH), and further, a second group.
  • a mixed solution containing at least one of an element (alkaline earth metal) chloride and a divalent metal element chloride is brought into contact with a gas containing carbon dioxide (CO 2 ), and the electrolysis step is carried out as described above.
  • the mixed solution after contact is electrolyzed to obtain a mixed solution after electrolysis, and the mixed solution after electrolysis is reused as the mixed solution in the contacting step.
  • other configurations and conditions are not particularly limited.
  • Examples of the Group 2 element include beryllium, magnesium, calcium, strontium, barium, and radium, and examples thereof include calcium, magnesium, strontium, and barium.
  • Examples of the chloride of the Group 2 element include calcium chloride, magnesium chloride, strontium chloride, and barium chloride.
  • the divalent metal element is not particularly limited, and examples thereof include zinc.
  • Examples of the chloride of the divalent metal element include zinc chloride.
  • the mixed solution contains sodium hydroxide as at least one of sodium hydroxide (NaOH) and potassium hydroxide (KOH), and is used as a chloride of the group 2 element (alkaline earth metal).
  • NaOH sodium hydroxide
  • KOH potassium hydroxide
  • Calcium chloride is included as an example to explain. However, the present invention is not limited to this.
  • the contact process will be described below.
  • a mixture containing sodium hydroxide (NaOH) and further containing calcium chloride (CaCl 2 ) is brought into contact with a gas containing carbon dioxide (CO 2).
  • a gas containing carbon dioxide (CO 2). In the contact step, other configurations and conditions are not particularly limited.
  • the mixed solution after the contact is electrolyzed to obtain a mixed solution after electrolysis. Then, in the contacting step, the mixed solution after electrolysis is reused as the mixed solution.
  • carbon dioxide can be fixed.
  • carbon dioxide can be fixed in a solid state.
  • carbon dioxide can be fixed in a more stable state. Also, for example, it becomes easy to handle.
  • the gas containing carbon dioxide is not particularly limited, and examples thereof include combustion exhaust gas, indoor air, and air.
  • the concentration of carbon dioxide in the gas containing carbon dioxide is not particularly limited, and is, for example, 0 to 100%. As will be described later, according to the present invention, even low-concentration carbon dioxide can be fixed. Further, since a white precipitate is formed in the mixed solution by bubbling 100% carbon dioxide, the present invention can obtain an effect even when fixing carbon dioxide at a high concentration.
  • the temperature of the gas containing carbon dioxide is not particularly limited, and may be, for example, a low temperature of 0 ° C. or lower, a general temperature of atmospheric temperature or room temperature, a temperature of less than 100 ° C., and a high temperature of 120 to 200 ° C.
  • the temperature of the gas may be low from the viewpoint of preventing evaporation of water.
  • the present invention can be applied, for example, even if the gas containing carbon dioxide has a high heat.
  • the gas containing carbon dioxide may contain, for example, a substance other than carbon dioxide.
  • Substances other than the carbon dioxide is not particularly limited, for example, SOx, NOx, O 2, dust, and the like.
  • the mixed solution is basically alkaline, it is considered that a neutralization reaction occurs between the mixed solution and the acidic substance or the like.
  • the present invention is not limited to this.
  • the mixed solution contains sodium hydroxide and calcium chloride as described above.
  • the method for producing the mixed solution is not particularly limited, and examples thereof include low-concentration mixing.
  • the low concentration is, for example, less than 5N as the concentration of sodium hydroxide before mixing.
  • the low concentration mixing for example, the formation of a precipitate of calcium hydroxide (Ca (OH) 2) can be prevented.
  • the method for preparing the mixed solution can be prepared by, for example, putting a 0.1 N sodium hydroxide solution and a 0.1 mol / L calcium chloride solution in a container and then mixing them. can.
  • the concentration of the sodium hydroxide is not particularly limited, and is, for example, 0.01 N or more and 0.05 N or more, and 0.2 N or less, less than 0.2 N, and 0.1 N or less.
  • the unit "N" of the concentration indicates the normality, and in the case of sodium hydroxide, 0.01N is 0.01 mol / L.
  • concentration of the sodium hydroxide is 0.01 N or more and 0.05 N or more, for example, more carbon dioxide can be fixed.
  • the concentration of the sodium hydroxide is less than 0.2 N and 0.1 N or less, for example, more carbon dioxide can be fixed.
  • the method for fixing carbon dioxide of the present invention further includes a concentration adjusting step, in which the concentration adjusting step detects the pH of the mixed solution, and based on the detected pH, in the mixed solution.
  • the concentration of sodium hydroxide may be maintained at 0.2 N or less.
  • the pH detection can be carried out using known pH detecting means.
  • the concentration adjusting step the association between the detected pH and the concentration of sodium hydroxide can be performed by referring to, for example, a value measured in advance. The pre-measured value can be obtained, for example, using a titration curve.
  • the pH was 13.00 when the concentration of sodium hydroxide was 0.15N
  • the pH was 13.17 when the concentration was 0.20N
  • the pH was 13 when the concentration was 0.25N. It was .26, and in the case of 0.30N, it was pH 13.32. Therefore, based on the result of the titration, it can be determined that the concentration of sodium hydroxide is 0.2 N or less in the concentration adjusting step, for example, when the pH is 13.17 or less.
  • the concentration of sodium hydroxide in the mixed solution can be adjusted by adding a sodium hydroxide solution and distilled water to the mixed solution.
  • the sodium hydroxide solution may be, for example, a post-electrolysis mixture after the electrolysis step, which will be described later.
  • the method for fixing carbon dioxide of the present invention even when the mixed solution contains a high concentration of sodium hydroxide, calcium chloride and the high concentration of sodium hydroxide are contained. It means that it is possible to reduce the concentration of sodium hydroxide in the mixed solution by causing the precipitation of calcium hydroxide by the reaction. Therefore, according to the method for fixing carbon dioxide of the present invention, for example, even when a high concentration (for example, 0.2 N or more) of sodium hydroxide is generated due to high heat, the concentration can be lowered and a harmful gas can be generated. Can be suppressed.
  • a high concentration for example, 0.2 N or more
  • the concentration of calcium chloride is not particularly limited, and is, for example, 0.005 mol / L or more and 0.05 mol / L or more, and 0.5 mol / L or less, less than 0.5 mol / L, and 0.1 mol / L. It is L or less.
  • concentration of calcium chloride is within the above range, for example, more carbon dioxide can be fixed.
  • the temperature of the mixed solution is not particularly limited, and is, for example, 30 to 100 ° C., 70 ° C. or higher, 70 ° C. to 80 ° C., and 70 ° C. According to the present invention, as described above, even when a high concentration (for example, 0.2 N or more) of sodium hydroxide is generated due to high heat, the concentration can be reduced. Therefore, the present invention can be applied, for example, even when the mixed solution has a high heat.
  • a high concentration for example, 0.2 N or more
  • the pH of the mixed solution is not particularly limited, and for example, the pH of the mixed solution containing 0.05 N sodium hydroxide and 0.05 mol / L calcium chloride is about 12.
  • the pH is as described above.
  • the method of contacting the mixed liquid with the gas containing carbon dioxide is not particularly limited, and for example, the mixed liquid is brought into contact by feeding the gas into the mixed liquid.
  • the mixed liquid is brought into contact by feeding the gas into the mixed liquid.
  • Examples thereof include standing or contacting the mixed liquid in a state where a flow is generated, contacting the mixed liquid in a atomized state, and contacting the mixed liquid in a recirculated state.
  • Contacting the mixed liquid with a flow generated may mean, for example, contacting the mixed liquid in a shaken state, or contacting the mixed liquid by flowing the mixed liquid in a container. You may.
  • the mixed solution may be flowed in one direction or recirculated. Further, as described later, they may be brought into contact with each other by a gas-liquid mixing means including a liquid circulation flow path and a pump.
  • feeding the gas can be, for example, "bubbling". ..
  • the bubbling conditions are not particularly limited, and for example, 3 mL of 0.1 N sodium hydroxide solution and 3 mL of the calcium chloride solution of 0.1 mol / L are put into a 10 mL test tube and mixed, and the mixture is described.
  • the solution can be bubbling for 10 seconds (about 20 cm 3 ) using carbon dioxide (manufactured by Koike Kogyo Co., Ltd.).
  • the bubbling can, for example, eject carbon dioxide from the tip of a pastur pipette.
  • a bubbling device for aquarium organisms (product name: Bukubuku, manufactured by Kotobuki Kotobuki Co., Ltd.) can be used.
  • a bubbling device (product name: Micro bubbler (F-1056-002), manufactured by Front Industry Co., Ltd.) can be used.
  • the time for bubbling can be appropriately set, for example, as long as the formed precipitate does not disappear by a further reaction. For example, 5 seconds to 60 seconds, 5 seconds to 40 seconds, 5 seconds to 30 seconds, etc. And can be 1-2 minutes, and 1.5 hours, 9 hours, 12 hours, and the like.
  • the gas By feeding the gas into the mixture in the contacting step, the gas can be bubbled and fed into the mixture.
  • the size (diameter) of the bubble is determined, for example, according to the size of the inlet for feeding the gas.
  • the size of the bubble is determined according to the size of the pores of the porous structure.
  • the size of the bubbles can be set as appropriate and are not particularly limited.
  • the size of the bubble can be on the order of centimeters, millimeters, micrometers and nanometers, for example.
  • the bubble includes, for example, a fine bubble.
  • the fine bubble is a bubble having a sphere-equivalent diameter of 100 ⁇ m or less.
  • the fine bubbles include microbubbles having a diameter of 1 to 100 ⁇ m and ultrafine bubbles (also referred to as nanobubbles) having a diameter of 1 ⁇ m or less.
  • the size of the bubble can be measured by, for example, a general method. Specifically, for example, the size of the bubble can be measured by taking a picture including the bubble and a predetermined scale and comparing the size of the bubble with the scale in the picture.
  • particle size distribution measurement methods such as laser diffraction / scattering method, dynamic light scattering method, particle trajectory analysis method, resonance mass measurement method, electrical detection band method, dynamic image analysis method, and shading method are used. can do.
  • the conditions for contact are not particularly limited, and for example, a PET having a volume of 2 L and having a general shape is not particularly limited.
  • a PET having a volume of 2 L and having a general shape is not particularly limited.
  • 10 mL of the mixed solution can be put into the PET bottle, and the PET bottle can be allowed to stand upright with the bottom surface facing down.
  • the contact time can be, for example, 15 minutes, 30 minutes, and 60 minutes after the contact, and overnight contact.
  • contacting the mixed liquid with the gas while generating a flow in the mixed liquid means, for example, that the mixed liquid and the gas are brought into contact with each other while the mixed liquid is shaken.
  • the mixed liquid may be brought into contact with the gas, or the mixed liquid may be brought into contact with the gas by flowing the mixed liquid in the container, or the upper part (ceiling, etc.) of the container may be placed in the space inside the container.
  • the mixed liquid may be brought into contact with the gas by adding the mixed liquid (for example, adding in the form of a shower or a mist).
  • the shaking conditions are not particularly limited, and for example, 10 mL of the mixed solution is added.
  • An octagonal plastic bottle (commercially available) can be shaken using a shaker (BR-21UM, manufactured by TAITEK) at 120 rpm.
  • the shaking conditions are as follows: For example, a container having a volume of 2 L containing 50 mL of the mixed solution is vigorously shaken by an adult male hand 1 to 4 times with one shaking for 30 seconds. be able to. The shaking of 1 to 4 times can be performed, for example, immediately after the contact, 30 seconds, 2 minutes, 5 minutes, and 4 hours, respectively.
  • the conditions for contacting the mixed liquid are not particularly limited, and for example, a container having a volume of 2 L containing the gas.
  • a container having a volume of 2 L containing the gas about 4 mL of the mixed solution can be sprayed 10 times at 5-second intervals using a sprayer (commercially available).
  • the mist-like mixed solution may be added in a shower-like or mist-like form from the upper part of the container to the space inside the container, for example.
  • the contact step includes, for example, a first contact step and a second contact step, and the first contact step involves contacting a solution containing sodium hydroxide with a gas containing carbon dioxide, and the second contact step.
  • a solution containing sodium hydroxide with a gas containing carbon dioxide
  • calcium chloride may be added to the solution after the first contact step.
  • a solution containing sodium hydroxide is brought into contact with a gas containing carbon dioxide.
  • the reaction between sodium hydroxide and carbon dioxide produces sodium hydrogen carbonate (NaHCO 3 ) and sodium carbonate (Na 2 CO 3 ), and carbon dioxide can be fixed (absorbed).
  • Calcium chloride was not added in the first contact step. Therefore, according to the present invention, even when a high concentration (for example, 0.2 N or more) of sodium hydroxide is used in the first contact step, calcium hydroxide is not generated by the reaction with calcium chloride. .. Therefore, in the subsequent second contact step, it is possible to prevent calcium hydroxide from being generated due to the reaction between calcium chloride and high-concentration sodium hydroxide, and more carbon dioxide can be fixed.
  • a high concentration for example, 0.2 N or more
  • the concentration of sodium hydroxide can be set to 0.2 N or less, less than 0.2 N, and 0.1 N or less.
  • the formation of calcium hydroxide can be suppressed and more carbon dioxide can be fixed.
  • the contacting means for bringing the solution into contact with the gas containing carbon dioxide is not particularly limited, and the above-mentioned mixture is brought into contact with the gas containing carbon dioxide.
  • the description of the method can be incorporated.
  • calcium chloride is added to the solution after the first contact step.
  • sodium hydrogen carbonate or sodium carbonate produced in the first contact step with calcium chloride by the second contact step, calcium carbonate can be generated and carbon dioxide can be fixed.
  • the contact with the gas containing carbon dioxide may be terminated. Further, the second contact step may be performed while contacting the gas containing carbon dioxide.
  • the concentration of the calcium chloride in the mixed solution after the addition is not particularly limited, and is, for example, 0.005 mol / L or more, 0.05 mol / L or more, and 0.5 mol / L or less. , Less than 0.5 mol / L, and less than 0.1 mol / L.
  • concentration of calcium chloride is within the above range, for example, more carbon dioxide can be fixed.
  • the pH of the mixed solution after the addition is not particularly limited, and for example, the pH of the mixed solution containing 0.05 N sodium hydroxide and 0.05 mol / L calcium chloride is about. It is twelve.
  • the method for fixing carbon dioxide of the present invention further includes, for example, a dilution step, and the dilution step may dilute the solution after the first contact step.
  • the method for diluting is not particularly limited, and for example, distilled water can be added.
  • the dilution ratio can be set as appropriate, and can be diluted to, for example, 1/10.
  • the concentration of sodium hydroxide can be reduced to 0.2 N or less, less than 0.2 N, and 0.1 N or less.
  • the method for fixing carbon dioxide of the present invention further includes, for example, a temperature holding step, and the temperature holding step can hold the temperature of the mixed solution at a high temperature.
  • the high temperature is, for example, 70 to 100 ° C, 70 ° C to 80 ° C, 70 ° C or higher, and 70 ° C.
  • the temperature holding step can be carried out by a general heating device or the like.
  • the method for fixing carbon dioxide of the present invention further includes, for example, a cooling step, and the cooling step may cool the mixed liquid after the contact step.
  • the cooling step for example, the high-temperature mixed solution can be cooled to 5 ° C. to room temperature.
  • the high temperature is, for example, as described above.
  • the cooling step can be carried out by a general cooling device or the like.
  • the method for fixing carbon dioxide of the present invention further includes, for example, a product recovery step, and the product recovery step may recover the reaction product in the mixed solution after the contact step.
  • the reaction product is, for example, calcium carbonate (CaCO 3 ).
  • the product recovery step for example, solid calcium carbonate can be recovered.
  • the product recovery step may be filtered by, for example, a filter or the like.
  • the filter is not particularly limited, and examples thereof include an unbleached coffee filter (manufactured by Kanae Paper Works Co., Ltd.).
  • the product recovery step may include a mixing step of mixing the fixed reaction product in the mixed solution and a separation step of separating the mixed reaction product.
  • the mixing step for example, the reaction product may be scraped off, or the reaction product may be solubilized with a drug (for example, hydrochloric acid (HCl)) or the like.
  • the description of the device for producing immobilized carbon dioxide which will be described later, may be incorporated. can.
  • the electrolysis process will be described.
  • the mixed liquid after the contact is electrolyzed to obtain a mixed liquid after electrolysis.
  • other configurations and conditions are not particularly limited.
  • sodium chloride (NaCl) generated in the contact step can be electrolyzed to produce sodium hydroxide (NaOH). Then, by reusing the post-electrolysis mixed solution containing sodium hydroxide in the contacting step, a circulating carbon dioxide fixing method can be obtained.
  • sodium chloride (NaCl) generated in the contact step can be electrolyzed, and the conditions and the like are not particularly limited, and for example, the description of Examples described later can be referred to.
  • the electrolysis step by applying a voltage to the mixed solution, a reduction reaction occurs at the cathode and an oxidation reaction occurs at the anode, and sodium chloride in the mixed solution can be chemically decomposed. Then, chlorine (Cl 2 ) is generated near the anode, hydrogen (H 2 ) is generated near the cathode, and sodium hydroxide is generated in the mixed solution after electrolysis.
  • the electrolysis may be performed using the electric power generated by solar power generation.
  • the method for fixing carbon dioxide of the present invention further includes a power generation step, and the power generation step may perform solar power generation. Then, in the electrolysis step, the electrolysis may be performed using the electric power generated by the power generation step.
  • the method for fixing carbon dioxide of the present invention further includes a first storage step, in which the first storage step may supply hydrogen (H 2 ) generated in the electrolysis step to the hydrogen fuel cell. .. Then, in the electrolysis step, the electrolysis may be performed by using the electric power of the hydrogen fuel cell to which hydrogen is supplied by the first electricity storage step.
  • the first storage step may supply hydrogen (H 2 ) generated in the electrolysis step to the hydrogen fuel cell. ..
  • the electrolysis may be performed by using the electric power of the hydrogen fuel cell to which hydrogen is supplied by the first electricity storage step.
  • the method for fixing carbon dioxide of the present invention further includes a second power storage step, in which the second power storage step may supply the power generated by the photovoltaic power generation to the storage battery. Then, in the electrolysis step, the electrolysis may be further performed by using the electric power of the storage battery to which the electric power is supplied by the second power storage step.
  • the "storage battery” is also referred to as, for example, a "secondary battery”.
  • the method for fixing carbon dioxide of the present invention further includes a switching step, and the switching step may switch the electric power used in the electrolysis step.
  • the switching is switching to any one or a combination of two or three selected from the group consisting of the electric power generated by the photovoltaic power generation, the electric power of the hydrogen fuel cell, and the electric power of the storage battery.
  • the switching includes switching to the electric power generated by the solar power generation, switching to the electric power of the hydrogen fuel cell, switching to the electric power of the storage battery, the electric power generated by the solar power generation, and the hydrogen fuel cell.
  • Switching to electric power switching to the electric power of the hydrogen fuel cell and the electric power of the storage battery, switching to the electric power generated by the solar power generation and the electric power of the storage battery, and the electric power generated by the solar power generation, Switching to either the electric power of the hydrogen fuel cell or the electric power of the storage battery.
  • the switching can be performed based on a predetermined condition.
  • the predetermined conditions include, for example, illuminance, time zone, amount of electric power generated by the photovoltaic power generation, and the like.
  • the electrolysis step for example, when the illuminance is low, the time zone is nighttime, the amount of electric power generated by the solar power generation is small, and the like, the electric power of the hydrogen fuel cell and the electric power of the hydrogen fuel cell are described.
  • the electrolysis can be performed by using the electric power of the storage battery.
  • the electric power generated by photovoltaic power generation, the electric power stored in the hydrogen fuel cell, and the electric power of the storage battery may be used as electric power other than the electrolysis, for example. Specifically, for example, it may be used for feeding (bubbling) the gas, driving the pump, shaking the mixture, filtering with a filter, etc. in the contacting step. Further, it may be used for controlling a carbon dioxide fixing device or the like by a control unit described later.
  • the electrolysis means for producing the mixture after electrolysis by electrolyzing the mixture after the contact can refer to the description of the carbon dioxide fixing device described later.
  • the carbon dioxide fixing device described later the case where the electrolytic chamber is divided into an anode chamber and a cathode chamber by a partition wall will be shown.
  • the present invention is not limited to this, and the electrolysis means may be in the form of not using a partition wall (diaphragm).
  • a partition wall diaphragm
  • the mixed solution after electrolysis is reused as the mixed solution in the contacting step.
  • the configuration for reusing the mixed solution after electrolysis as the mixed solution is not particularly limited, and the description of the immobilized carbon dioxide production apparatus described later can be referred to.
  • the contact step and the electrolysis step for example, the contact step is first carried out, then the electrolysis step is carried out, and then, in the contact step, the post-electrolysis mixture is reused.
  • a mixture containing sodium hydroxide and further containing calcium chloride is brought into contact with a gas containing carbon dioxide.
  • the electrolysis step the mixed liquid after the contact is electrolyzed to obtain a mixed liquid after electrolysis.
  • the mixed solution after electrolysis is reused as the mixed solution.
  • the method for fixing carbon dioxide of the present invention may further include, for example, an electrolysis step of producing sodium hydroxide by electrolyzing a sodium chloride solution before the contact step.
  • an electrolysis step of producing sodium hydroxide by electrolyzing a sodium chloride solution before the contact step.
  • sodium hydroxide can be produced by the step of electrolyzing the sodium chloride, and then the contact step and the electrolysis step can be carried out as described above.
  • carbon dioxide can be fixed to calcium carbonate, hydrogen, and chlorine without preparing sodium hydroxide.
  • the steps may be performed in the same order as described above, or may be performed in parallel. Each of the above steps can be repeated, for example.
  • the determination is not particularly limited, and for example, the concentration, pH, turbidity, voltage, and water pressure of a predetermined substance (for example, sodium hydroxide, carbon dioxide, hydrogen, chlorine) in the carbon dioxide fixative or gas. It can be performed based on the measured values such as, and the elapsed time. The determination may be made by a computer or by an operator.
  • a predetermined substance for example, sodium hydroxide, carbon dioxide, hydrogen, chlorine
  • the determination may be made by a computer or by an operator.
  • Etc. can be operated by a computer, an operator, or the like.
  • the method for producing immobilized carbon dioxide of the present invention includes an immobilization step of immobilizing carbon dioxide, and the immobilization step is carried out by the method of immobilizing carbon dioxide of the present invention.
  • the method for producing immobilized carbon dioxide of the present invention is characterized by including the immobilization step, and other steps and conditions are not particularly limited.
  • the method for fixing carbon dioxide of the present invention is as described above.
  • the conditions of the immobilization step are not particularly limited, and are, for example, the same as those described in the method for immobilizing carbon dioxide of the present invention.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an example of the case where the carbon dioxide fixing device 1 of the present embodiment is viewed from the side.
  • the inside of the carbon dioxide fixing device 1 is shown perspectively.
  • the carbon dioxide fixing device 1 includes a reaction vessel 10, carbon dioxide fixing agent charging means 20A and 20B, and a gas feeding means 30 as a gas-liquid mixing means.
  • the carbon dioxide fixing device 1 includes gas extraction units 40A to C and liquid extraction units 50.
  • the reaction vessel 10 contains a carbon dioxide fixative, which will be described later.
  • the gas containing carbon dioxide is supplied from the gas feeding means 30 into the carbon dioxide fixing agent in the reaction chamber 11.
  • the electrolytic chamber 12 the carbon dioxide fixative is electrolyzed, and as a result, gas bubbles are generated from the anode 121A and the cathode 121B, respectively.
  • the reaction vessel 10 includes a reaction chamber 11 and an electrolysis chamber 12.
  • the electrolytic chamber 12 includes an anode chamber 12A and a cathode chamber 12B.
  • the anode chamber 12A and the cathode chamber 12B are separated by a partition wall 13A and a partition wall 13B, and the partition wall 13A and the partition wall 13B form a reaction chamber 11.
  • the anode chamber 12A, the reaction chamber 11, and the cathode chamber 12B are connected at the non-installed portion of the partition wall 13A and the partition wall 13B.
  • the liquid can be sent from the reaction chamber 11 to the anode chamber 12A and the cathode chamber 12B, and from the anode chamber 12A and the cathode chamber 12B to the reaction chamber 11, respectively.
  • the electrolysis chamber 12 includes the reaction chamber 11.
  • the carbon dioxide fixation device 1 of the present embodiment Since the carbon dioxide fixation device 1 of the present embodiment has the above configuration, the carbon dioxide fixative is reacted with carbon dioxide in the reaction chamber 11, and the reaction chamber 11 is transferred to the electrolysis chamber 12 after the reaction.
  • the carbon dioxide fixative can be sent, and in the electrolytic chamber 12, the carbon dioxide fixing agent after the reaction is electrolyzed, and the carbon dioxide fixing agent after the electrolysis is transferred from the electrolytic chamber 12 to the reaction chamber 11.
  • the carbon dioxide fixative after electrolysis can be reused as the carbon dioxide fixative in the reaction chamber 11.
  • the reaction vessel 10 is not particularly limited as long as it can accommodate the carbon dioxide fixative in the reaction chamber 11 and can electrolyze the carbon dioxide fixative after the reaction in the electrolytic chamber 12.
  • Examples of the material of the reaction vessel 10 include plastic, glass, and ceramics. The material, capacity, size, height, shape, etc. of the reaction vessel 10 can be appropriately set.
  • the carbon dioxide fixative is, for example, a liquid containing at least one of sodium hydroxide (NaOH) and potassium hydroxide (KOH). At least one of the sodium hydroxide and potassium hydroxide is, for example, sodium hydroxide. Further, the carbon dioxide fixative may be a liquid containing at least one of sodium chloride (NaCl) and potassium chloride (KCl), for example. In this case, sodium hydroxide and potassium hydroxide can be produced by electrolysis, respectively.
  • the carbon dioxide fixing agent contains at least one of sodium hydroxide and potassium hydroxide as a first fixing agent, and further, as a second fixing agent, a chloride of a group 2 element (alkaline earth metal), and It may contain at least one of the chlorides of the divalent metal element. At least one of the chloride of the Group 2 element and the chloride of the divalent metal element is, for example, calcium chloride (CaCl 2 ).
  • the electrolytic chamber 12 includes an anode chamber 12A and a cathode chamber 12B.
  • the anode chamber 12A and the cathode chamber 12B are provided with the anode 121A and the cathode 121B, respectively.
  • the anode 121A and the cathode 121B are not particularly limited, and for example, a platinum coated titanium mesh electrode (manufactured by Tanaka Metal Co., Ltd.) can be used.
  • the anode 121A and the cathode 121B are each connected to a power supply device (not shown) by a conducting wire. Examples of the power supply device include a photovoltaic power generation device 100, which will be described later.
  • a rectifier YG-1502D + (manufactured by YAOGONG), a DC power supply device, STP3010H, a Shenzhen Tengen Power Supply Co., Ltd., or the like can be used.
  • the electrolytic chamber 12 may be electrolyzable by using, for example, the electric power generated by solar power generation.
  • the carbon dioxide fixing device 1 may further include a photovoltaic power generation device 100. Then, in the electrolytic chamber 12, the electrolysis may be possible using the electric power generated by the solar power generation device 100.
  • the solar power generation device 100 is not particularly limited, and a known solar power generation device can be used.
  • the carbon dioxide fixing device 1 may further include a hydrogen fuel cell 200, as shown in FIGS. 49 (A) and 49 (B). Then, the hydrogen (H 2 ) generated in the electrolytic chamber 12 can be supplied to the hydrogen fuel cell 200, and the electric power of the hydrogen fuel cell 200 may be used in the electrolytic chamber 12 to be electrolyzable. ..
  • the hydrogen fuel cell 200 is not particularly limited, and a known hydrogen fuel cell can be used.
  • the carbon dioxide fixing device 1 can generate electricity generated by the solar power generation device 100 during the daytime, for example, as shown in FIG. 49 (A).
  • the electrolysis is performed in the electrolytic chamber 12 and the hydrogen generated by the electrolysis is supplied to the hydrogen fuel cell 200, as shown in FIG. 49 (B), at night or when sunlight is not sufficient.
  • the carbon dioxide fixing device 1 may further include a storage battery 300. Then, as shown in FIG. 50 (A), the electric power generated by the photovoltaic power generation can be supplied to the storage battery 300, and as shown in FIG. 50 (B), in the electrolytic chamber 12, further, the storage battery 300 The electrolysis may be possible using electric power.
  • the storage battery 300 is not particularly limited, and a known storage battery can be used.
  • the carbon dioxide fixing device 1 utilizes the power generated by the photovoltaic power generation device 100 during the daytime, for example, as shown in FIG. 50 (A).
  • the electrolysis is performed in the electrolytic chamber 12 and the power generated by the photovoltaic power generation is supplied to the storage battery 300, as shown in FIG. 50 (B), at night or when the sunlight is not sufficient, The electrolysis can be performed in the electrolytic chamber 12 by using the electric power stored in the storage battery 300.
  • the carbon dioxide fixing device 1 may further include a switching unit (not shown).
  • the control unit described later can function as, for example, the switching unit.
  • the switching unit may switch the electric power used in the electrolytic chamber 12.
  • the switching is switching to any one or a combination of two or three selected from the group consisting of the electric power generated by the photovoltaic power generation, the electric power of the hydrogen fuel cell, and the electric power of the storage battery.
  • the switching includes switching to the electric power generated by the solar power generation, switching to the electric power of the hydrogen fuel cell, switching to the electric power of the storage battery, the electric power generated by the solar power generation, and the hydrogen fuel cell.
  • the switching unit can switch, for example, which route of FIGS. 49 (A) and 49 (B) and 50 (A) and 50 (B) to supply power.
  • the switching unit can perform the switching based on a predetermined condition.
  • the predetermined conditions include, for example, illuminance, time zone, amount of electric power generated by the photovoltaic power generation, and the like.
  • Power transmission from the photovoltaic power generation device 100, the hydrogen fuel cell 200, and the storage battery 300 can be performed by means such as known electric wires, respectively. Electric power is supplied from the photovoltaic power generation device 100, the hydrogen fuel cell 200, and the storage battery 300 to, for example, the anode 121A and the cathode 121B provided in the electrode chamber 12 of the reaction vessel 10, respectively.
  • the carbon dioxide fixing device 1 includes, for example, a photovoltaic power generation device 100, a device including a reaction vessel 10, a carbon dioxide fixing agent charging means 20, and a gas feeding means 30, a hydrogen fuel cell 200, and a storage battery 300. , It may be an electrically connectable system, or it may be a single carbon dioxide fixing device including the above-mentioned parts.
  • the carbon dioxide fixing device 1 may further include a central processing unit (CPU or the like) as a control unit that is responsible for overall control of the carbon dioxide fixing device 1.
  • CPU central processing unit
  • the electric power generated by photovoltaic power generation, the electric power stored in the hydrogen fuel cell, and the electric power stored in the storage battery may be used as electric power other than the electrolysis, for example.
  • the carbon dioxide fixing device 1 can fix the carbon dioxide without using the electric power accompanied by the emission of carbon dioxide, which is more effective. It is possible to reduce carbon dioxide. Further, carbon dioxide can be fixed even in a place where there is no power transmission facility.
  • the carbon dioxide fixing device 1 uses the electric power generated by the photovoltaic power generation and the electric power stored in the hydrogen fuel cell to obtain the effect of utilizing the electric power generated by the photovoltaic power generation.
  • the electricity excessively produced by the photovoltaic power generation device 100 during the day can be stored without being wasted by the peak cut, and carbon dioxide can be stored even at night. Can be fixed.
  • the carbon dioxide fixing device 1 utilizes the electric power generated by photovoltaic power generation and the electric power stored in the hydrogen fuel cell to achieve sustainable Development Goals (SDGs) (2015). It can be more effective in international efforts to reduce total carbon dioxide to achieve the goals adopted at the September UN Summit).
  • the partition wall 13A and the partition wall 13B are not particularly limited, and examples thereof include plastic, ceramics, and glass.
  • the partition wall 13A and the partition wall 13B have a non-installed portion, and the anode chamber 12A, the reaction chamber 11, and the cathode chamber 12B are connected to each other in the non-installed portion.
  • the present invention is not limited to this, and when the partition wall 13A and the partition wall 13B are formed by an ion exchange membrane or the like, the non-installed portion may not be provided.
  • the carbon dioxide fixative charging means 20A and 20B can charge the carbon dioxide fixative into the reaction vessel 10.
  • the carbon dioxide fixative charging means 20A and 20B may be pipes, hoses, or the like. Further, the carbon dioxide fixative charging means 20A and 20B are openings of the reaction vessel 10, and the carbon dioxide fixative may be charged through the openings, for example, by an operator or the like.
  • the carbon dioxide fixative charging means 20A is provided above the anode chamber 12A, and the carbon dioxide fixing agent charging means 20B is provided below the anode chamber 12A.
  • the carbon dioxide fixing device 1 may include one carbon dioxide fixing agent input means 20.
  • the carbon dioxide fixative charging means 20A and 20B are provided on the anode chamber 12A side.
  • the present invention is not limited to this, and for example, the carbon dioxide fixative charging means 20A and 20B may be provided on the cathode chamber 12B side.
  • sodium chloride can be charged from the carbon dioxide fixing agent charging means 20A
  • calcium chloride can be charged from the carbon dioxide fixing agent charging means 20B.
  • the present invention is not limited to this, and the carbon dioxide fixative charging means 20A and 20B may be capable of charging at least one of the above-mentioned carbon dioxide fixatives. Further, as will be described later, water such as distilled water may be added.
  • the carbon dioxide fixing device 1 of the present embodiment includes the gas feeding means 30 as the gas-liquid mixing means. As shown in FIG. 1, the gas feeding means 30 is inserted into the reaction chamber 11, and a plurality of holes are provided at the insertion end portion 31, and the carbon dioxide in the reaction chamber 11 is provided from the plurality of holes. A gas containing carbon dioxide can be introduced into the fixative. Thereby, the gas can be mixed with the carbon dioxide fixative.
  • the material, length, thickness, shape, etc. of the gas feeding means 30 can be appropriately set.
  • Examples of the gas feeding means 30 include a tubular structure such as a pipe and a hose.
  • the insertion end 31 can be formed of, for example, plastic, ceramics, metal, glass, and a porous material.
  • the porous material include air stones.
  • the number, size, and shape of the plurality of holes are not particularly limited, and can be appropriately set according to a desired reaction rate, gas pressure of the gas, and the like.
  • the insertion end 31 is provided in the lower part of the reaction chamber 11.
  • the "lower part" is below the liquid level, and examples thereof include the position of the lower half of the space in the first reaction vessel 10.
  • the insertion end 31 is coated with, for example, a water repellent and at least one of an electrically negative material.
  • the water repellent can also be called a waterproofing agent.
  • the water repellent the property of dislike carbonate ion (CO 3 2-).
  • Examples of the electrically negative material include a negatively charged ion exchange resin.
  • the coating on the insertion end 31 is sprayed on the insertion end 31 several times using, for example, a fluororesin-based waterproof spray (product name Loctite, product number DBS-422, manufactured by Henkel Japan Ltd.) for 30 minutes. Can be left alone.
  • the coating can prevent the reaction product from sticking to the vicinity of the insertion end 31, and can prevent the reaction from being suppressed due to the sticking of the reaction product.
  • the gas-liquid mixing means is not particularly limited as long as it can mix a gas containing carbon dioxide with the carbon dioxide fixative contained in the reaction chamber 11. Other examples of the gas-liquid mixing means will be described later.
  • the gas extraction units 40A to C can extract gas from the anode chamber 12A, the reaction chamber 11, and the cathode chamber 12B, respectively.
  • the gas extraction portions 40A to C may be pipes, hoses, or the like, or may be openings of the reaction vessel 10.
  • chlorine (Cl 2 ) and hydrogen (H 2 ) can be taken out from the gas extraction portions 40A and B of the anode chamber 12A and the cathode chamber 12B, respectively.
  • the gas containing carbon dioxide from which carbon dioxide has been removed is discharged by the contact with the carbon dioxide fixative.
  • the liquid take-out unit 50 can take out the carbon dioxide fixative, the reaction product, and the like after the reaction contained in the reaction vessel 10. As shown in FIG. 1, the liquid take-out portion 50 is an inclined surface at the bottom of the reaction vessel 10, and a pipe, a hose, or the like is connected to the lowermost portion of the inclined surface.
  • the present invention is not limited to this, and it is sufficient that the liquid extraction unit 50 can extract the carbon dioxide fixative, the reaction product, and the like.
  • the product include calcium carbonate (CaCO 3 ) and calcium hydroxide (Ca (OH) 2 ) as described above.
  • the liquid extraction unit 50 includes the filter 51.
  • the filter 51 may be, for example, a device called a filter press method in which filter cloths are laminated and pressure is applied to filter them, or a device in which a filter cloth or a cartridge is placed in a filter and filtered.
  • the filter 51 for example, one having a filtration degree of 1 ⁇ m or more and 1 ⁇ m can be used.
  • Specific examples of the filter 51 include an unbleached coffee filter (manufactured by Kanae Paper Works Co., Ltd.). Since calcium carbonate is a solid as described above, for example, when the liquid extraction unit 50 includes a filter 51, the solid reaction product can be obtained by separating it from the carbon dioxide fixative. ..
  • the carbon dioxide fixing device 1 of the present modification includes a liquid circulation flow path 60 and a pump 70 as the gas-liquid mixing means.
  • the liquid circulation flow path 60 includes a liquid suction end 61 and a liquid discharge end 62, the liquid suction end 61 is connected to the cathode chamber 12B, and the liquid discharge end 62 is inserted into the reaction chamber 11.
  • the carbon dioxide fixative can be sucked from the liquid suction end 61 and the sucked carbon dioxide fixator can be discharged from the liquid discharge end 62 by the pump 70.
  • the liquid circulation flow path 60 is not particularly limited, and examples thereof include pipes and hoses.
  • the liquid circulation flow path 60 further includes an aspirator 63 as a gas-liquid mixing member, and the aspirator 63 can mix a gas containing carbon dioxide with the liquid flowing through the liquid circulation flow path 60.
  • the aspirator 63 also serves as the liquid discharge end 62.
  • the aspirator 63 can entrain the gas in the liquid by utilizing the jet of the liquid.
  • the aspirator 63 may be attached with a hose for taking in the gas, for example.
  • the aspirator 63 is specifically made of, for example, an ejector (water flow pump) metal (part number 1-689-02, manufactured by AS ONE Corporation) and an aspirator (water flow pump) made of metal (part number 1-689-04, manufactured by AS ONE Corporation). ) Etc.
  • the gas-liquid mixing member is not particularly limited, and may be, for example, a mixer or the like.
  • the hose connected to the aspirator 63 can take in a gas containing carbon dioxide from the outside. Then, the taken-in gas can be mixed with the sucked carbon dioxide fixative by the aspirator 63.
  • the liquid circulation flow path 60 includes the flow rate adjusting means 64.
  • the flow rate adjusting means 64 is not particularly limited, and examples thereof include a cock and a valve.
  • the liquid suction end 61 is provided on the cathode chamber 12B side.
  • the present invention is not limited to this, and for example, the liquid suction end portion 61 may be provided on the anode chamber 12A side.
  • the liquid suction end 61 may include, for example, a filtration means.
  • the filtration means can remove solid components contained in the carbon dioxide fixative.
  • the filtration means is not particularly limited as long as it can remove the solid component contained in the carbon dioxide fixative.
  • a commercially available strainer or the like can be appropriately used according to the diameter of the pipe of the liquid circulation flow path 60 or the like. This makes it possible to prevent, for example, the inflow of relatively large suspended matter or solidified precipitate into the liquid circulation flow path 60, and prevent the pump 70 from failing (damage of the impeller, etc.).
  • the aspirator 63 also serves as the liquid discharge end 62.
  • the present invention is not limited to this, and the aspirator 63 may be provided in the middle of the liquid circulation flow path 60.
  • the liquid discharge end 62 can be formed of, for example, plastic, ceramics, metal, glass, and a porous material. It may also be the end of the liquid circulation flow path 60.
  • the liquid discharge end 62 may, for example, discharge the carbon dioxide fixative from the upper part of the reaction chamber 11 into the reaction chamber 11 in the form of a shower or mist.
  • a general spray or the like can be used as the structure for discharging in the form of a shower or mist.
  • the liquid discharge end 62 is provided above the reaction chamber 11.
  • the "upper part” is above the liquid level, and examples thereof include the position of the upper half of the space in the first reaction vessel 10.
  • the present invention is not limited to this, and for example, a liquid discharge end portion 62 is provided in the lower part of the reaction chamber 11, and the sucked liquid can be released into the carbon dioxide fixative contained in the reaction chamber 11. It may be.
  • the liquid discharge end 62 may be provided with, for example, a plurality of holes, and the carbon dioxide fixative may be discharged from the plurality of holes into the carbon dioxide fixant in the reaction chamber 11.
  • the number, size, and shape of the plurality of holes are not particularly limited, and can be appropriately set according to a desired reaction rate, the pressure of the discharged liquid, and the like.
  • liquid discharge end 62 may be capable of horizontally injecting the gas into the carbon dioxide fixative contained in the reaction chamber 11, for example. Thereby, for example, the contact time between the injected carbon dioxide fixative and the carbon dioxide fixative in the reaction chamber 11 can be made longer.
  • the pump 70 can apply pressure to the liquid flowing through the liquid circulation flow path 60, for example.
  • the pump 70 is not particularly limited, and a general pump can be used.
  • the liquid circulation flow path 60 does not have to include the aspirator 63.
  • the sucked carbon dioxide fixative is vigorously ejected from the liquid discharge end 62 onto the liquid surface of the carbon dioxide fixative contained in the reaction chamber 11, whereby the ejected carbon dioxide fixative is vigorously ejected. Since the gas existing in the first reaction vessel 10 is involved in the carbon dioxide fixative, the carbon dioxide fixative and the gas can be mixed.
  • the configuration for vigorously ejecting the sucked carbon dioxide fixative is an alternative to or in addition to the configuration of the liquid discharge end 62, for example, increasing the pressure applied by the pump 70, of the liquid discharge end 62. It can be set as appropriate by reducing the size of the spout.
  • the carbon dioxide fixing device 1 may include a gas taking-in means for taking the gas into the first reaction vessel 10.
  • the gas intake means may be an opening provided in the first reaction vessel 10, a pipe, a hose, or the like.
  • the gas intake means can, for example, take in the gas into the reaction chamber 11.
  • the carbon dioxide fixing device 1 of the present modification further includes a liquid ejecting unit 50, a liquid discharging unit 52, a pump 53, and a flow rate adjusting means 54.
  • the liquid discharge unit 52 is inserted into the reaction chamber 11, and the carbon dioxide fixative can be sucked from the liquid take-out unit 50 by the pump 53, and the sucked carbon dioxide fixative can be discharged from the liquid discharge unit 52. be.
  • the liquid discharge unit 52 is not particularly limited as long as it can release the sucked carbon dioxide fixative.
  • the description of the liquid discharge end portion 62 in the first modification can be referred to.
  • the description of the pump 70 and the flow rate adjusting means 64 in the first modification can be referred to.
  • the liquid extraction unit 50 may also serve as the gas-liquid mixing means.
  • the carbon dioxide fixing device 1 includes a liquid take-out portion 50 instead of the liquid circulation flow path 60 which is the gas-liquid mixing means in the modified example 1, and the liquid discharge end portion in the modified example 1.
  • a liquid discharge unit 52 is included.
  • the liquid extraction unit 50 takes out the carbon dioxide fixing agent, the reaction product, and the like after the reaction contained in the reaction vessel 10.
  • the reaction product or the like in the carbon dioxide fixative is separated by the filter 51.
  • the liquid release unit 52 releases the carbon dioxide fixative from which the reaction products and the like have been separated into the container 10 again.
  • the carbon dioxide fixative from which the reaction products and the like have been separated can be reused.
  • FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing an example of the case where the carbon dioxide fixing device 2 of the present embodiment is viewed from the side.
  • the inside of the carbon dioxide fixing device 2 is shown perspectively.
  • the carbon dioxide fixing device 2 includes a first reaction vessel 10A and a second reaction vessel 10B, and the first reaction vessel 10A is a reaction chamber 11 and a second reaction vessel.
  • 10B is the electrolytic chamber 12.
  • the liquid can be sent from the first reaction vessel 10A to the second reaction vessel 10B by the container communication flow path 80A, and the liquid can be sent from the second reaction vessel 10B to the first reaction vessel 10A by the container communication flow path 80B.
  • the container communication flow path 80A the container communication flow path
  • the electrolytic chamber 12 includes an anode chamber 12A, an intermediate chamber 12C, and a cathode chamber 12B.
  • the anode chamber 12A and the cathode chamber 12B are separated by a partition wall 13A and a partition wall 13B, and an intermediate chamber 12C is formed between the partition wall 13A and the partition wall 13B.
  • the anode chamber 12A, the intermediate chamber 12C, and the cathode chamber 12B are connected at a non-installed portion of the partition wall 13.
  • the carbon dioxide fixation device 2 of the present embodiment Since the carbon dioxide fixation device 2 of the present embodiment has the above configuration, the carbon dioxide fixative is reacted with carbon dioxide in the reaction chamber 11, and the container communication flow path is transmitted from the reaction chamber 11 to the electrolysis chamber 12.
  • the carbon dioxide fixative after the reaction can be sent, and in the electrolytic chamber 12, the carbon dioxide fixative after the reaction is electrolyzed, and the carbon dioxide fixative after the electrolysis is electrolyzed.
  • the liquid can be sent from the electrolytic chamber 12 to the reaction chamber 11 by the container communication flow path 80B, and the carbon dioxide fixing agent after electrolysis can be reused as the carbon dioxide fixing agent in the reaction chamber 11.
  • the anode chamber 12A, the intermediate chamber 12C, and the cathode chamber 12B are not particularly limited, and the above-mentioned description of the anode chamber 12A and the cathode chamber 12B can be referred to.
  • the intermediate chamber 12C is the same as the anode chamber 12A and the cathode chamber 12B except that an electrode is not provided.
  • the container communication flow path 80A is not particularly limited, and examples thereof include pipes and hoses. As shown in FIG. 4A, the container communication flow path 80A may include a pump 81A and a flow rate adjusting means 82A. The pump 81A and the flow rate adjusting means 82A are the same as the pump 70 and the flow rate adjusting means 64 described above.
  • the first reaction vessel 10A includes the liquid extraction unit 50.
  • the liquid extraction unit 50 includes a filter 51.
  • the liquid take-out unit 50 further includes a liquid discharge unit 52, a pump 53, and a flow rate adjusting means 54, and the liquid discharge unit 52 is placed in the second reaction vessel 10B. May be connected. As a result, the carbon dioxide fixative from which the reaction products and the like have been separated can be released into the second reaction vessel 10B and reused.
  • the liquid take-out unit 50 may also serve as the container communication flow path 80A. That is, in FIG. 4A, the carbon dioxide fixing device 2 may include the liquid take-out unit 50 instead of the container communication flow path 80A.
  • the container communication flow path 80B may include a pump 81B and a flow rate adjusting means 82B.
  • the pump 81B and the flow rate adjusting means 82B are the same as the pump 70 and the flow rate adjusting means 64 described above.
  • FIG. 4B shows another embodiment of the carbon dioxide fixing device 2 of the present embodiment.
  • the container communication flow path 80B also serves as the gas-liquid mixing means.
  • the container communication flow path 80B includes an ejector 83. Other than this point, it is the same as the form of FIG. 4 (A).
  • the container communication flow path 80B can refer to the description of the liquid circulation flow path 60.
  • the container communication flow path 80B includes an aspirator 83 as a gas-liquid mixing member, and the aspirator 83 can mix a gas containing carbon dioxide with the liquid flowing through the container communication flow path 80B.
  • the aspirator 83 is the same as the above-mentioned aspirator 63.
  • the aspirator 83 also serves as the liquid discharge end of the container communication flow path 80B.
  • the present invention is not limited to this, and the aspirator 83 may be provided in the middle of the container communication flow path 80B.
  • the liquid discharge end can be formed of, for example, plastic, ceramics, metal, glass, and a porous material. It may also be the end of the container communication flow path 80B.
  • the liquid discharge end of the container communication flow path 80B may discharge the carbon dioxide fixative from the upper part of the reaction chamber 11 into the reaction chamber 11 in the form of a shower or mist.
  • a general spray or the like can be used as the structure for discharging in the form of a shower or mist.
  • the carbon dioxide fixative in the form of a shower or a mist
  • the sodium hydroxide contained in the carbon dioxide fixative released from the liquid discharge end and the sodium hydroxide in the reaction chamber 11 It reacts by contact with a gas (the first contact step), and then the products (sodium hydrogen carbonate and sodium carbonate) of the reaction and calcium chloride contained in the carbon dioxide fixative in the reaction chamber 11 Reacts. Therefore, it is possible to prevent the formation of calcium hydroxide due to the reaction between calcium chloride and high-concentration sodium hydroxide, and it is possible to fix more carbon dioxide.
  • the carbon dioxide fixing device 2 of the present embodiment is a two-tank type fixing device using the first reaction vessel 10A and the second reaction vessel 10B corresponding to the reaction chamber 11 and the electrolytic chamber 12, respectively. Therefore, even when high-concentration sodium hydroxide is generated in the electrolytic chamber 12, high-concentration water in the reaction chamber 11 is adjusted by adjusting the flow rate to the reaction chamber 11 and adjusting the release form as described above. Contact between sodium oxide and calcium chloride can be prevented. Therefore, it is possible to prevent the formation of calcium hydroxide due to the reaction between calcium chloride and high-concentration sodium hydroxide. From the above, it is considered that the carbon dioxide fixing device 2 of the present embodiment is suitable when high-concentration carbon dioxide is emitted, such as in a power plant or the like.
  • FIG. 5 is a schematic cross-sectional view showing an example of the case where the carbon dioxide fixing device 3 of the present embodiment is viewed from the side.
  • the inside of the carbon dioxide fixing device 3 is shown perspectively.
  • the carbon dioxide fixing device 3 includes a first reaction vessel 10A and a second reaction vessel 10B, and the first reaction vessel 10A is a second reaction chamber 11B and a second reaction vessel 10B.
  • the reaction vessel 10B includes an electrolytic chamber 12 (anode chamber 12A and a cathode chamber 12B) and a first reaction chamber 11A.
  • the anode chamber 12A and the first reaction chamber 11A are separated by a partition wall 13A which is a cation exchange membrane without providing the non-installed portion. Further, the liquid can be sent from the second reaction vessel 10B to the first reaction vessel 10A by the container communication flow path 80.
  • the first reaction vessel 10A is provided with a liquid take-out portion 50.
  • the liquid discharge section 52 of the liquid take-out section 50 is inserted into the anode chamber 12A, and the carbon dioxide fixative is sucked from the liquid take-out section 50 by the pump 53, and the sucked carbon dioxide fixative is used as the liquid release section. It can be released from 52.
  • the cathode chamber 12B includes a carbon dioxide fixative charging means 20C. Other than these points, it is the same as the above-described embodiment.
  • the partition wall 13A which is a cation exchange membrane is not particularly limited, and specific examples thereof include Nafion (registered trademark) N324 and the like. In addition, asbestos can be used in consideration of the effect on the human body.
  • the carbon dioxide fixative input means 20C is the same as the carbon dioxide fixative input means 20A and B described above. Distilled water can be added to the carbon dioxide fixative charging means 20C, for example. Thereby, for example, the water required for electrolysis can be replenished. In addition, the concentration of sodium hydroxide produced in the second reaction vessel 10B by electrolysis can be adjusted.
  • the container communication flow path 80 can send liquid from the cathode chamber 12B of the second reaction vessel 10B to the first reaction vessel 10A. Thereby, for example, it is possible to prevent the mixing of chlorine.
  • the carbon dioxide fixative is reacted with carbon dioxide in the first reaction chamber 11A and the second reaction chamber 11B, and the second reaction chamber 11B
  • the carbon dioxide fixative after the reaction can be sent to the electrolytic chamber 12 by the liquid take-out unit 50, and the carbon dioxide fixative after the reaction is electrolyzed in the electrolytic chamber 12 to electrolyze the carbon dioxide fixant.
  • the carbon dioxide fixative afterwards can be sent from the electrolytic chamber 12 to the first reaction chamber 11A, and in the first reaction chamber 11A and the second reaction chamber 11B, the carbon dioxide fixative after electrolysis is transferred. It can be reused as the carbon dioxide fixative.
  • the carbon dioxide fixing device 3 of the present embodiment has the above-mentioned configuration, so that the solution containing sodium hydroxide and the gas containing carbon dioxide are brought into contact with each other in the first reaction chamber 11A (the first reaction chamber 11A).
  • Contact step after the first contact step, calcium chloride can be added to the solution in the second reaction chamber 11B (the second contact step).
  • the first contact step and the second contact step are as described above.
  • the reaction product calcium carbonate (CaCO 3 ) is not produced by the first contact step. Therefore, it is possible to prevent the problem that the reaction product generated by the contact step sticks to the reaction vessel (second reaction vessel 10B), the gas-liquid mixing means (gas feeding means 30), or the like. ..
  • the anode chamber 12A and the first reaction chamber 11A do not have the non-installed portion, and the partition wall 13A which is a cation exchange membrane is provided. It is divided by. Therefore, it is possible to prevent the chloride ion (Cl ⁇ ) generated on the side of the anode chamber 12A from moving to the side of the first reaction chamber 11A.
  • This can prevent, for example, the problem that the chloride ion reacts with the sodium hydroxide (NaOH) generated by the electrolysis to generate NaClO and the sodium hydroxide concentration in the first reaction chamber 11A decreases.
  • the chlorine (Cl 2 ) generated on the side of the anode chamber 12A from being mixed with the gas containing carbon dioxide in the first reaction chamber 11A.
  • FIG. 5B shows another embodiment of the carbon dioxide fixing device 3 of the present embodiment.
  • the carbon dioxide fixing device 3 includes a liquid circulation flow path 60 and a pump 70 as the gas-liquid mixing means.
  • the liquid circulation flow path 60 includes a liquid suction end portion 61, a liquid discharge end portion 62 which is an aspirator, and a flow rate adjusting means 64, and the liquid suction end portion 61 is connected to a cathode chamber 12B and is connected to a liquid discharge end portion.
  • the 62 is inserted into the first reaction chamber 11A, and the carbon dioxide fixing agent can be sucked from the liquid suction end portion 61 by the pump 70, and the sucked carbon dioxide fixing agent can be discharged from the liquid discharge end portion 62. Is. Other than this point, it is the same as the form of FIG. 5 (A).
  • a solution containing sodium chloride is charged from the carbon dioxide fixing agent charging means 20B of the second reaction vessel 10B as the carbon dioxide fixing agent, and the carbon dioxide fixing agent charging means 20C. Inject water from (START). Then, the solution is electrolyzed by the anode 121A and the cathode 121B connected to the power supply device to generate a sodium hydroxide solution (S100).
  • the gas containing carbon dioxide is transferred from the gas feeding means 30 into the carbon dioxide fixative in the first reaction chamber 11A of the second reaction vessel 10B (S101; the first contact step). ..
  • the carbon dioxide fixative after the reaction in the first contact step is sent from the second reaction vessel 10B to the first reaction vessel 10A by the vessel communication flow path 80 (S102).
  • the carbon dioxide fixative after the reaction by the first contact step is, for example, a solution containing sodium hydrogen carbonate and sodium carbonate.
  • calcium chloride is added as the second fixing agent in the carbon dioxide fixing agent from the carbon dioxide fixing agent charging means 20A of the first reaction vessel 10A (S103; the second contact step).
  • the pump 53 sucks in the carbon dioxide fixative after the reaction in the second contact step from the liquid take-out unit 50, and the sucked carbon dioxide fixative is discharged into the anode chamber 12A. It is discharged from the part 52 (S104).
  • the carbon dioxide fixative after the reaction by the second contact step is, for example, a solution containing sodium chloride.
  • the solid reaction product can be separated from the carbon dioxide fixative by the filter 51.
  • the reaction product of the solid is, for example, calcium carbonate.
  • the sodium chloride solution released from the liquid discharge unit 52 is electrolyzed in the same manner as in the step (S100) to generate a sodium hydroxide solution (S105).
  • step (S105) the steps after the step (S101) can be repeated.
  • the steps may be performed in the same order as described above, or may be performed in parallel.
  • carbon dioxide can be fixed by reacting sodium hydroxide and calcium chloride with carbon dioxide to generate calcium carbonate. Further, by electrolyzing sodium chloride generated by the reaction, the reaction by each of the above steps can be repeated.
  • Example 1 It was confirmed that magnesium hydroxide (Mg (OH) 2) was produced by electrolyzing seawater. Further, it was confirmed that carbon dioxide-containing gas was supplied to the seawater after the electrolysis after the produced magnesium hydroxide was recovered, and calcium carbonate was produced.
  • Mg (OH) 2 magnesium hydroxide
  • a plastic tapper wear (commercially available, size: 12x9x5 cm) having a volume of 500 ml was used.
  • a 5x5 cm platinum-coated titanium mesh electrode (manufactured by Tanaka Metal Co., Ltd.) was used as the anode plate and the cathode plate, respectively.
  • a 2 L PET bottle (commercially available) was cut to prepare a member including the mouth of the PET bottle. The conducting wire of the anode plate was passed through the mouth portion of the member.
  • the anode plate was connected to the conducting wire so that the anode plate was surrounded by the members. Further, the mouth portion of the member was fitted into the introduction hole into the anode plate in the container and installed so that chlorine (Cl 2 ) generated from the anode plate was released to the outside of the container. This prevented chlorine from being mixed into the gas in the container.
  • the conductor of the anode plate and the conductor of the cathode plate were connected to a power supply device (rectifier YG-1502D + (manufactured by YAOGONG)), respectively.
  • FIG. 55 is a photograph of the container after energization taken from above. As shown in FIG. 55, after the energization, a white precipitate was formed on the bottom of the container. Further, a thin crystal film was formed on the contact surface of the seawater in the container with air.
  • the formed white precipitate contains magnesium hydroxide produced by the reaction of sodium hydroxide produced by the electrolysis with magnesium ions in the seawater.
  • the supernatant was removed from the centrifuge tube after the centrifugation, and the weight was measured.
  • the weight of the precipitate was calculated by subtracting the weight of only the centrifuge tube from the measured weight of the centrifuge tube.
  • FIG. 56 is a graph showing the weight of the precipitate.
  • the vertical axis indicates the weight (g) of the precipitate per test tube.
  • the weight value of the precipitate was the average value of the measured values of a total of 6 samples.
  • the electrolysis of seawater produced a precipitate containing magnesium hydroxide.
  • the calcium chloride solution was prepared by dissolving calcium chloride (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) in distilled water.
  • FIG. 57 (A) is a photograph of the test tube after the contact, and the left shows the case where the control 1 and the right show the case where the carbon dioxide is contacted.
  • FIG. 57 (A) more white precipitates were produced by adding the calcium chloride solution to the supernatant after electrolysis and then contacting the carbon dioxide.
  • Control 1 a slight precipitation occurred due to contact with carbon dioxide in the air.
  • no precipitation was visually confirmed even when the contact with the carbon dioxide was performed.
  • FIG. 57 (B) is a graph showing the weight of the precipitate.
  • the vertical axis represents the weight (g) of the precipitate per test tube, and the horizontal axis represents the case where the control 1 (Control) and the carbon dioxide are contacted from the left (from the left). Plus CO2) is shown.
  • the weight value of the precipitate was the average value of the measured values of a total of 5 samples. As shown in FIG. 56, more precipitates were produced by adding the calcium chloride solution to the supernatant after electrolysis and then contacting the carbon dioxide.
  • magnesium hydroxide is produced by electrolyzing seawater.
  • carbon dioxide-containing gas was supplied to the seawater after the electrolysis after the produced magnesium hydroxide was recovered, and calcium carbonate was produced.
  • Example 2 It was confirmed that calcium carbonate (CaCO 3 ) was formed by adding calcium chloride (CaCl 2 ) after electrolyzing the sodium chloride (NaCl) solution.
  • the electrolyzer was manufactured as follows. As shown in FIG. 6, a plastic tapper wear (commercially available, size: 12x9x5 cm) having a volume of 500 ml was used as the container. An air hole (about 7 mm in diameter), a lead hole to the cathode plate (about 7 mm in diameter), and an introduction hole to the anode plate (about 1.7 cm in diameter) were formed in the lid of the container one by one. A 5x5 cm platinum-coated titanium mesh electrode (manufactured by Tanaka Metal Co., Ltd.) was used as the anode plate and the cathode plate, respectively. A 2 L PET bottle (commercially available) was cut to prepare a member including the mouth of the PET bottle.
  • the conducting wire of the anode plate was passed through the mouth portion of the member.
  • the anode plate was connected to the conducting wire so that the anode plate was surrounded by the members. Further, the mouth portion of the member was fitted into the introduction hole into the anode plate in the container and installed so that chlorine (Cl 2 ) generated from the anode plate was released to the outside of the container. This prevented chlorine from being mixed into the gas in the container.
  • the conductor of the anode plate and the conductor of the cathode plate were connected to a power supply device (rectifier YG-1502D + (manufactured by YAOGONG)), respectively.
  • Sodium chloride (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was diluted with distilled water to prepare a 10% sodium chloride solution. Further, calcium chloride (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was dissolved in distilled water to prepare a 0.1 mol / L calcium chloride solution.
  • the pH of the solution before and after the energization was 7.5 and 11.0, respectively. From this, it was shown that sodium chloride was electrolyzed by the energization to produce sodium hydroxide (NaOH).
  • the solution near the cathode plate in the container was collected.
  • 1 ml of the collected solution and 1 ml of the 0.1 mol / L calcium chloride solution were placed and mixed.
  • 1 ml of the 10% sodium chloride solution and 0.1 mol / L of the calcium chloride solution were mixed in the same manner without energization. The presence or absence of precipitation formation in the mixed liquid after the mixing was visually confirmed.
  • FIG. 7 is a photograph of the mixed solution, the left side shows the control, and the right side shows the state after the energization.
  • a white precipitate was formed in the mixed solution.
  • carbon dioxide (CO 2) in the air. It is considered that sodium carbonate is calcium carbonate produced by reacting with calcium chloride.
  • the electrolyzer was manufactured as follows. As shown in FIG. 8, a plastic box (commercially available) having a volume of 1.85 L was used as the container. An air hole (about several mm in diameter), a lead hole to the cathode plate (about 2 cm in diameter), and an introduction hole to the anode plate (about 2 cm in diameter) were formed in the lid of the container one by one. As the anode plate and the cathode plate, the same ones as in Example 2 were used. Further, in the same manner as in Example 2, two of the members were produced, the anode plate and the cathode plate were attached to the members, respectively, and the members were installed in the introduction holes of the container.
  • the anode plate and the cathode plate were connected to a power supply device (DC power supply device, STP3010H, manufactured by Shenzhen Tengen Power Supply Co., Ltd.). Further, as shown in FIG. 8, the container is provided with a small hole for inserting the hose of the bubbling device, and the bubbling device for aquarium organisms (product name: Bukubuku (air pump, hose, and air stone included in the set)). (Assembled) and Kotobuki Kotobuki Co., Ltd.) were installed to enable bubbling.
  • DC power supply device STP3010H, manufactured by Shenzhen Tengen Power Supply Co., Ltd.
  • a 10% sodium chloride solution and a 0.1 mol / L calcium chloride solution were prepared in the same manner as in Example 2.
  • Electrolysis was performed by placing 700 mL of the 10% sodium chloride solution in the container of the electrolyzer and energizing for 22 hours using the power supply.
  • the conditions for electrolysis were 9.65V and 0.9A at the start of energization, and 9.80V and 1.5A at 22 hours after energization.
  • the solution was collected as an electrolyzed solution.
  • 0.75 ml of distilled water was added to 0.25 ml of the electrolyzed solution to dilute it, and 1 ml of the 0.1 mol / L calcium chloride solution was further added to prepare a mixture.
  • the mixed solution was brought into contact with carbon dioxide (CO 2 100%, manufactured by Koike Kogyo Co., Ltd.) by bubbling.
  • the bubbling ejected carbon dioxide from the tip of a pastur pipette was 40 ml for 10 seconds.
  • the mixed solution was centrifuged at 3,000 rpm for 10 minutes to separate the precipitate.
  • the supernatant of the test tube was removed with an ejector.
  • the weight of the test tube was measured before and after the contact, and the difference in the weight before and after the contact was calculated as the amount of precipitation.
  • the mixed solution before the contact was colorless and transparent, and the mixed solution after the contact was cloudy.
  • FIG. 9 is a graph showing the weight of the precipitate formed in the mixed solution due to the contact with the carbon dioxide.
  • the vertical axis indicates the weight (g) of the precipitate per test tube.
  • the weight value of the precipitate was the average value of the measured values of a total of 6 samples. As shown in FIG. 9, as a result of bringing carbon dioxide into contact with the mixed solution after electrolysis, the precipitate was formed.
  • FIG. 10 is a graph showing the carbon dioxide concentration in the pipe after the contact.
  • the vertical axis shows the carbon dioxide concentration (PPM)
  • the horizontal axis shows the air (Air) and the gas (Electrolyzed Water) in the upper space of the pipe after the contact from the left.
  • the carbon dioxide concentration value was taken as the average value of the measured values of a total of 3 samples.
  • the contact greatly reduced the carbon dioxide concentration in the pipe to zero.
  • FIG. 11 is a graph showing the carbon dioxide concentration in the pipe after the contact.
  • the vertical axis represents the carbon dioxide concentration (%)
  • the horizontal axis represents the mixed air (CO2) and the gas (Electrolyzed Water) in the upper space of the pipe after the contact from the left.
  • the carbon dioxide concentration value was taken as the average value of the measured values of a total of 5 samples.
  • the average value of the carbon dioxide concentration in the mixed air was 15%, whereas the contact reduced the average value of the carbon dioxide concentration in the pipe to 4%.
  • Electrolysis was performed by placing 1 L of the 10% sodium chloride solution in the container of the electrolyzer and energizing for 20 hours using the power supply.
  • the conditions for electrolysis were 9.64V and 0.92A at the start of energization, and 9.62V and 1.2A at 20 hours after energization. Then, the electrolyzed liquid in the container was brought into contact with the electrolyzed liquid by bubbling air using the bubbling device.
  • the carbon dioxide concentration in the air was 458 PPM, but the carbon dioxide concentration in the pipe was reduced to 80 PPM by the contact.
  • the reason why the carbon dioxide concentration did not become zero after the contact was that the concentration of sodium hydroxide was low and the height of the liquid level of the electrolyzed liquid was higher than that when the pipe was used. It is possible that it was low.
  • the bubbling device (hereinafter, also referred to as “processed bubbling device”) was assembled.
  • the bubbling device (hereinafter, also referred to as “control bubbling device”) was assembled in the same manner.
  • the sodium hydroxide solution was prepared by diluting a 1N sodium hydroxide solution (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) with distilled water.
  • a plastic box (commercially available) with a volume of 1.85 L was used as the container. 1 L of the mixed solution was placed in the container, and the treated bubbling device and the control bubbling device were used to bring the mixture into contact with each other by bubbling air for 24 hours.
  • the air stone was operated in the air for about 1 minute to remove the moisture contained in the internal space of the air stone. Further, the air stone was removed from the tube and allowed to stand at room temperature for 1 day or more to completely remove the water remaining in the internal space of the air stone. Then, the weight of the air stone was measured, and the weight of the air stone before the contact was subtracted from the weight of the air stone after the contact to calculate the amount of calcium carbonate adhered as a reaction product. .. It was separately confirmed that, of the reaction products, sodium chloride did not form a precipitate at the concentration in this experiment.
  • FIG. 12 is a graph showing the weight of calcium carbonate adhering to the air stone.
  • the vertical axis shows the weight (g) of calcium carbonate per air stone
  • the horizontal axis shows the control and the treated (fluororesin-processed) from the left.
  • the weight value of the calcium carbonate was taken as the average value of the measured values of a total of 4 samples.
  • the coating-treated air stone had a significantly reduced amount of adhesion as compared with the control.
  • Example 5 It was confirmed that by coating the insertion end of the gas-liquid mixing means with a water repellent, the adhesion of the reaction product to the insertion end can be suppressed even after contact for a longer period of time. In addition, the reaction products in the mixed solution were filtered off.
  • the air stone was coated in the same manner as in Example 4 except that an air stone (diameter 3 cm, product name Air ball M size, manufactured by Pet one) was used as the air stone. Then, the bubbling device and the control bubbling device were assembled in the same manner as in Example 4.
  • a mixed solution containing 0.05 N sodium hydroxide and 0.05 mol / L calcium chloride was prepared in the same manner as in Example 4.
  • Example 4 In the same manner as in Example 4, 1 L of the mixed solution was placed in the container and brought into contact with each other by bubbling air for 24 hours using the treated bubbling device and the control bubbling device, respectively. .. After that, the mixed solution was replaced with a new solution, and the mixture was contacted by bubbling air for 24 hours. After the contact, it is possible to confirm with the naked eye that calcium carbonate, which is a reaction product, is adhered to the wall surface, the bottom of the container, the uneven surface of the air stone, the internal space, and the like. did it. On the other hand, no obvious white turbidity was observed in the mixed solution.
  • the air stone was operated in the air for about 2 minutes to remove the moisture contained in the internal space of the air stone. Further, the air stone was removed from the tube and allowed to stand at room temperature for 1 to 12 days to completely remove the water remaining in the internal space of the air stone. Then, the weight of the air stone was measured, and the weight of the air stone before the contact was subtracted from the weight of the air stone after the contact to calculate the amount of calcium carbonate adhered as a reaction product. ..
  • FIG. 13 is a photograph of the air stone after the contact.
  • the left shows the control and the right shows the processed air stone.
  • the coated air stone had a reduced amount of adhesion as compared with the control.
  • FIG. 14 is a graph showing the weight of calcium carbonate adhering to the air stone.
  • the vertical axis shows the weight (g) of calcium carbonate per air stone, and the horizontal axis shows the control (untreated) and the treated (treated) from the left.
  • the weight value of the calcium carbonate was taken as the average value of the measured values of a total of 3 samples.
  • the coated air stone had a reduced amount of adhesion as compared with the control.
  • reaction product was filtered off from the mixed solution after the contact.
  • a filter an unbleached coffee filter (manufactured by Kanae Paper Works Co., Ltd.) was used and installed in a funnel of a general shape.
  • the inside of the container was scraped by an operator with respect to the container containing the mixed solution after the contact so that the fixed reaction product was contained in the mixed solution. Then, the whole amount (1 L) of the mixed solution was passed through the filter over several minutes.
  • the entire amount of the mixed solution could be passed through the filter without clogging. Then, it was possible to visually confirm that the residue of the reaction product was present on the filter.
  • the adhesion of the reaction product to the insertion end portion can be suppressed even after contact for a longer period of time. rice field.
  • the reaction products in the mixed solution could be filtered out.
  • a 1N sodium hydroxide solution (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was diluted with distilled water so as to be 0.01, 0.02, 0.1, 0.2, and 0.4N, respectively, to prepare a sodium hydroxide solution having each of the above concentrations. .. Further, a 1 mol / L calcium chloride solution (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was diluted with distilled water so as to be 0.01, 0.02, 0.1, 0.2, and 1 (undiluted) mol / L, respectively, and each of the above was prepared. A concentrated calcium chloride solution was prepared.
  • FIG. 15 is a photograph of a mixed solution containing 0.05 N sodium hydroxide and 0.05 mol / L calcium chloride before and after the contact with carbon dioxide.
  • the left side is a photograph of the mixture before and after the contact.
  • the right side shows the state of the test tube after the contact.
  • contact with carbon dioxide produced a white precipitate of calcium carbonate (CaCO 3) in the mixed solution.
  • CaCO 3 calcium carbonate
  • FIG. 16 is a graph showing the weight of the precipitate formed in the mixed solution due to the contact with the carbon dioxide.
  • the vertical axis represents the weight (g) of the precipitate per test tube
  • the horizontal axis represents the sodium hydroxide concentration (N) in the mixture.
  • the value of the weight of the precipitate was taken as the average value of the measured values of a total of 5 samples for the samples of each of the mixed solutions.
  • the concentration was 0.05 N
  • the concentration was greatly increased
  • the concentration was 0.1 N the amount of the precipitate was the maximum.
  • the concentration was 0.2 N
  • the amount of the precipitate decreased as compared with the value at 0.1 N. It was confirmed that more carbon dioxide could be fixed at the concentrations of 0.05 to 0.2 N and 0.05 to 0.1 N.
  • FIG. 17 is a graph showing the weight of the precipitate formed in the mixed solution due to the contact with the carbon dioxide.
  • the vertical axis represents the weight (g) of the precipitate per test tube, and the horizontal axis represents the calcium chloride concentration (mol / L) in the mixed solution.
  • the value of the weight of the precipitate was taken as the average value of the measured values of a total of 5 samples for the samples of each of the mixed solutions.
  • the precipitate was formed.
  • carbon dioxide is generated by bringing a mixed solution containing sodium hydroxide and calcium chloride and a gas containing carbon dioxide into contact with each other in the container by bubbling the gas into the mixed solution. It was confirmed that it could be fixed.
  • FIG. 18 is a photograph of a mixed solution containing sodium hydroxide and calcium chloride.
  • the four test tubes on the left use 0.2N sodium hydroxide
  • the four test tubes on the right use 0.25 N sodium hydroxide
  • the case where 0.25 N sodium hydroxide is used is shown.
  • FIG. 18 when 0.25 N sodium hydroxide was used, cloudiness due to the formation of calcium hydroxide (Ca (OH) 2) was confirmed in all the four mixed solutions tested.
  • Ca (OH) 2 calcium hydroxide
  • the mixed solution was slightly clouded in one of the four test tubes tested, but the remaining three mixed solutions were slightly cloudy. No cloudiness was confirmed.
  • a mixed solution An equal amount of 0.1 N sodium hydroxide solution and 0.1 mol / L calcium chloride solution were mixed to prepare a mixed solution.
  • 10 mL of the mixed solution was placed in the PET bottle.
  • the PET bottle was allowed to stand upright with the bottom surface facing down, and the mixed solution was brought into contact with carbon dioxide.
  • the PET bottle is used at 0 minutes (immediately after the contact), 15 minutes, 30 minutes, and 60 minutes after the contact, and after the contact overnight, using a carbon dioxide monitor (RI-85, manufactured by RIKEN KEIKI). The carbon dioxide concentration inside was measured.
  • FIG. 19 is a graph showing the carbon dioxide concentration in the PET bottle after the contact.
  • the vertical axis represents the carbon dioxide concentration (PPM)
  • the horizontal axis represents the elapsed time (minutes) after the contact.
  • the carbon dioxide concentration value was taken as the average value of the measured values of a total of 4 samples for 0 minutes (immediately after the contact), 15 minutes, 30 minutes, and 60 minutes after the contact. After the overnight contact, the measured values of a total of 6 samples were 0 PPM.
  • the contact reduced the carbon dioxide concentration in the PET bottle according to the elapsed time after the contact. Further, since the value of the carbon dioxide concentration became 0 PPM after the contact in the overnight, it was found that even a low concentration of carbon dioxide can be fixed according to the present invention.
  • FIG. 20A is a side view of the octagonal pillar plastic bottle
  • FIG. 20B is a view of the octagonal pillar plastic bottle seen from the bottom surface.
  • the shaker was shaken using a shaker (BR-21UM, manufactured by TAITEK) under the condition of 120 rpm.
  • FIG. 21 is a graph showing the carbon dioxide concentration in the octagonal pillar plastic bottle after the contact.
  • the vertical axis shows the carbon dioxide concentration (PPM)
  • the horizontal axis shows from the left immediately after the contact (0 minutes), after the contact by the stationary state, and after the contact by the shaking.
  • the carbon dioxide concentration value was taken as the average value of the measured values of a total of 4 samples.
  • the contact by the shaking reduced the carbon dioxide concentration in the octagonal pillar plastic bottle as compared with immediately after the contact.
  • the contact by the shaking greatly reduces the carbon dioxide concentration in the octagonal pillar plastic bottle to about 1/6 as compared with immediately after the contact, and more carbon dioxide can be fixed. rice field.
  • the contact by shaking reduced the carbon dioxide concentration more significantly than the case where the contact by standing was performed. It is considered that the reason for this is that the surface area of the mixture has increased due to the shaking, and it has become possible to come into contact with the gas containing more carbon dioxide. Further, it is considered that the surface area of the mixed liquid is further increased because the bottom of the octagonal pillar plastic bottle is flatter and shorter than that of the PET bottle having a general shape.
  • the contact was performed by changing the shaking conditions.
  • a PET bottle having a volume of 2 L and having the general shape was used. Twelve hours before the contact, the lid of the PET bottle was opened, the tip of the Pasteur pipette was inserted into the mouth of the PET bottle, and carbon dioxide was injected from the tip. Then, after putting 50 mL of the mixed solution into the PET bottle, the mixture was shaken violently by an adult man 1 to 6 times with one shaking for 30 seconds. The first contact by the shaking is performed immediately after the contact, and the second to sixth contacts by the shaking are performed 2 minutes, 5 minutes, and 15 minutes, respectively, immediately after the contact. It was performed after the lapse, 30 minutes, and 60 minutes. Then, after the 1 to 6 times of the contact, the carbon dioxide concentration was measured using a carbon dioxide detector (XP-3140, manufactured by COSMO), respectively.
  • XP-3140 carbon dioxide detector
  • FIG. 22 is a graph showing the carbon dioxide concentration in the PET bottle after the contact.
  • the vertical axis indicates the carbon dioxide concentration (%)
  • the horizontal axis indicates the carbon dioxide concentration (%) from the left, immediately after the contact (0 minutes), after the first contact by the shaking (30 seconds), and the second contact.
  • the following shows after the sixth shaking (60 minutes), after adding the mixed solution, allowing to stand for 24 hours, and after re-adding the mixed solution.
  • the carbon dioxide concentration value was taken as the average value of the measured values of a total of 5 samples. As shown in FIG.
  • the contact was performed by changing the shaking conditions.
  • a plastic box (commercially available) having a volume of 1.85 L shown in FIG. 31 was used.
  • the inside of the plastic box is shown perspectively.
  • a hand mixer (HM-20, 60 W, manufactured by TOSHIBA) was used.
  • the contact was made by making a full rotation (number 3, "bubbling-bubbling egg whites finely” mode).
  • the carbon dioxide concentration in the plastic box was measured using the carbon dioxide monitor.
  • FIG. 32 is a graph showing the carbon dioxide concentration in the plastic box after the contact.
  • the vertical axis indicates the carbon dioxide concentration (PPM), and the horizontal axis indicates the control and the end of the contact from the left.
  • the carbon dioxide concentration value was taken as the average value of the measured values of a total of 3 samples.
  • the concentration of carbon dioxide was significantly reduced as compared to the control.
  • carbon dioxide is produced by bringing the mixture containing sodium hydroxide and calcium chloride and the gas containing carbon dioxide into contact with each other in the container in a state where the mixture is allowed to stand or shaken. It was confirmed that it can be fixed.
  • a mixed solution containing the sodium hydroxide and the calcium chloride was prepared in the same manner as in Reference Example 3.
  • a PET bottle having a general shape having a volume of 2 L the inside of the PET bottle was equilibrated with the atmosphere in the same manner as in Reference Example 3.
  • about 4 mL of the mixed solution was sprayed onto the PET bottle 10 times at 5-second intervals using a sprayer (commercially available) to bring the mixed solution into contact with carbon dioxide.
  • a sprayer commercially available
  • FIG. 24 is a graph showing the carbon dioxide concentration in the PET bottle after the contact.
  • the vertical axis shows the carbon dioxide concentration (PPM)
  • the horizontal axis shows from the left immediately after the contact (0 minutes) and after the contact by the spray.
  • the carbon dioxide concentration value was taken as the average value of the measured values of a total of 4 samples.
  • the contact by the spray greatly reduced the carbon dioxide concentration in the PET bottle to about 1/6 as compared with immediately after the contact.
  • the carbon dioxide concentration was greatly reduced in a short time by the contact by the spray. It is considered that the reason for this is that by contacting the mixed liquid in a mist state, the surface area of the mixed liquid is greatly increased, and it becomes possible to come into contact with a gas containing more carbon dioxide.
  • the contact means for making the contact was produced as follows. As shown in FIG. 25, two boxes (commercially available) which are milk cartons are connected in an L shape, and holes are made in two places on the side surface of the box at the bottom by partially cutting the holes. An air injection part and a carbon dioxide injection part were provided by inserting a silicon tube from the inside. Further, a hole was similarly formed in the upper surface of the lower box so that the mixed solution could be sprayed into the inside of the box from the sprayer. The connecting parts of the upper and lower boxes were made to allow carbon dioxide to rise from the lower box to the upper box by opening large cuts, respectively. A gauze layer was provided on the connecting portion with a quadruple gauze (commercially available). The upper surface of the upper box was opened. Further, a hole was similarly formed on the side surface of the upper box, and a nozzle of a carbon dioxide concentration detector (XP-3140, manufactured by COSMO) was installed.
  • XP-3140 nozzle of a carbon dioxide concentration detector
  • the flow rate of air from the air injection section is about 100 cm 3 / sec, and the flow rate of carbon dioxide from the carbon dioxide injection section is 10 cm 3 / sec, and injection is performed until the measured value of carbon dioxide concentration becomes constant. went. Then, the mixed solution was sprayed from the sprayer 10 times in a row. The amount of the mixed solution sprayed was about 4 mL in total after 10 times. Approximately 20 seconds after the spraying, the measured value of carbon dioxide concentration became the lowest value.
  • FIG. 26 is a graph showing the carbon dioxide concentration in the box when the measured value of carbon dioxide reaches the minimum value about 20 seconds after the contact.
  • the vertical axis shows the carbon dioxide concentration (%), and the horizontal axis shows from the left, before the contact and after the contact by the spray.
  • the carbon dioxide concentration value was taken as the average value of the measured values of a total of 10 samples.
  • the contact by the spray reduced the carbon dioxide concentration in the box as compared with that before the contact.
  • carbon dioxide can be fixed by bringing a mixture containing sodium hydroxide and calcium chloride and a gas containing carbon dioxide into contact with each other in a mist state in the container. was confirmed.
  • a 1N sodium hydroxide solution (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was used as the solution containing sodium hydroxide. Further, a 1 mol / L calcium chloride solution (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was diluted with distilled water to prepare a 0.1 mol / L calcium chloride solution.
  • a 5 ml 1N sodium hydroxide solution was placed in a 10 mL test tube and contacted with the solution by bubbling carbon dioxide (CO 2 100%, manufactured by Koike Kogyo Co., Ltd.) (first contact step). ).
  • the bubbling ejected carbon dioxide from the tip of a pastur pipette.
  • the bubbling conditions were 2 cm 3 / sec and 40 seconds.
  • the size of the bubble in the bubbling was visually measured by comparing it with a scale and found to be on the order of millimeters to centimeters.
  • the solution after the first contact was diluted with distilled water to a predetermined concentration (0.1N and 0.05N).
  • 3 mL of the diluted solution was placed in a 10 mL test tube, and 3 ml of the 0.1 mol / L calcium chloride solution was added to the solution (second contact step).
  • the mixed solution after the addition was centrifuged at 3,000 rpm for 10 minutes. Then, the weight of the test tube was measured before and after the contact, and the difference in the weight before and after the contact was calculated as the amount of precipitation.
  • FIG. 27 is a graph showing the weight of the precipitate formed in the mixed solution due to the contact with the carbon dioxide.
  • the vertical axis shows the weight (g) of the precipitate per test tube
  • the horizontal axis shows each experimental condition
  • the graph on the left shows the first step with 1N of the sodium hydroxide solution.
  • the result (“High Concentration”) was shown
  • the graph on the right shows the result (“Low Concentration”) of the first step using the diluted sodium hydroxide solution.
  • the value of the weight of the precipitate was taken as the average value of the measured values of the four samples.
  • the precipitation occurred regardless of the concentration of the first contact step.
  • the amount of the precipitate was larger.
  • a 0.5 mol / L calcium chloride solution was prepared in the same manner as described above. 1 ml of 1 N sodium hydrogen carbonate solution (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), 1 ml of distilled water, and 2 ml of the calcium chloride solution of 0.5 mol / L were placed in a 10 mL test tube and mixed using a vortex mixer. Then, for the generated precipitate, the amount of precipitate was calculated in the same manner as described above.
  • FIG. 28 is a graph showing the weight of the precipitate formed in the mixed solution due to the contact with the carbon dioxide.
  • the vertical axis represents the weight (g) of the precipitate per test tube, and the horizontal axis represents each experimental condition.
  • the weight value of the precipitate was the average value of the measured values of a total of 4 samples for each of the samples.
  • the sodium hydrogen carbonate solution and the sodium carbonate solution each produced a precipitate by reaction with the calcium chloride solution.
  • a 1N sodium hydroxide solution was used in the same manner as in Reference Example 5. Further, a 5N sodium hydroxide solution (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was used as the solution containing the sodium hydroxide. Further, in the same manner as in Reference Example 5, 0.1 mol / L and 0.5 mol / L calcium chloride solutions were prepared.
  • the first contact step and the second contact step were Using the sodium hydroxide solution of 1N and 5N and the calcium chloride solution of 0.1 mol / L and 0.5 mol / L in the same manner as in Reference Example 5, the first contact step and the second contact step. A contact process was performed. However, only when the 5N sodium hydroxide solution was used, the bubbling time in the first contact step was set to 50 seconds instead of 20 seconds. Then, the amount of precipitation was calculated in the same manner as in Reference Example 5.
  • FIG. 29 is a graph showing the weight of the precipitate formed in the mixed solution due to the contact with the carbon dioxide.
  • the vertical axis shows the weight (g) of the precipitate per test tube
  • the horizontal axis shows each experimental condition
  • the graph on the left shows the first step in 1N of the sodium hydroxide solution.
  • the graph on the right shows the result of performing the first step using the sodium hydroxide solution of 5N, and in each of them, the left shows the calcium chloride solution of 0.1 mol / L.
  • the right shows the result of using the calcium chloride solution of 0.5 mol / L.
  • the weight value of the precipitate was the average value of the measured values of a total of 5 samples for each of the samples.
  • the concentration of the sodium hydroxide solution As a result of setting the concentration of the sodium hydroxide solution to 1N and 5N, almost the same value was obtained between the two.
  • the concentration of the calcium chloride solution As a result of adjusting the concentrations of the calcium chloride solution to 0.1 mol / L and 0.5 mol / L, at 0.5 mol / L, the concentration of the sodium hydroxide solution was higher than that at the case of 0.1 mol / L. , The amount of precipitation was about half the value. It was confirmed that more carbon dioxide could be fixed by using the 0.1 mol / L calcium chloride solution.
  • a 1N sodium hydroxide solution was used in the same manner as in Reference Example 5. Moreover, the said calcium chloride solution of 0.1 mol / L was prepared.
  • the first contact step was performed in the same manner as in Reference Example 5 except that the bubbling conditions were set to 5, 10, 20, 30, and 60 seconds.
  • the 1N sodium hydroxide solution was diluted with distilled water to 0.1N.
  • 3 ml of 0.1 N sodium hydroxide solution and 3 ml of 0.1 N calcium chloride solution are placed in a 10 mL test tube and mixed, and carbon dioxide is bubbled into the mixed solution in the same manner as described above. By doing so, they were brought into contact with each other. After the addition, the amount of precipitation was calculated in the same manner.
  • FIG. 30 is a graph showing the weight of the precipitate formed in the mixed solution due to the contact with the carbon dioxide.
  • the vertical axis represents the weight (g) of the precipitate per test tube
  • the horizontal axis represents the bubbling time
  • the graph on the left shows the first contact step and the second contact step, respectively.
  • the result of the contact step is shown, and the graph on the right shows the result of the comparative example.
  • the value of the weight of the precipitate was taken as the average value of the measured values three times in total.
  • the precipitation occurred at any bubbling time. Bubbling for 5 to 30 seconds gave about the same amount of precipitation.
  • a mixed solution containing 0.05 N of the sodium hydroxide and 0.05 mol / L of the calcium chloride was prepared.
  • 500 ml of the mixed solution is placed in a plastic bottle (commercially available, width 7.5 cm, depth 7.5 cm, height 12 cm), and as shown in FIG. 33, the mixed solution is mixed with a bubbling device (product name) for aquarium organisms.
  • a bubbling device product name
  • Bukubuku assembled air pump, hose, and air stone included in the set
  • FIG. 33 the inside of the plastic bottle is shown perspectively.
  • the bubbling was performed for 9 hours and 12 hours under the condition of 20 cm 3 / sec. As a result of visually measuring the size of the bubble in the bubbling by comparing it with the scale, it was on the order of micrometers to millimeters. After the contact, 5 mL of the mixed solution was obtained, centrifuged at 3,000 rpm for 10 minutes, and then the precipitate was weighed. Further, instead of the air, mixed air having a carbon dioxide concentration of 15% by mixing the carbon dioxide with the air was used, and the experiment was carried out in the same manner except that the bubbling was performed for 1.5 hours.
  • FIG. 34 is a graph showing the weight of the precipitate formed in the mixed solution due to the contact with the carbon dioxide.
  • the vertical axis represents the weight (g) of the precipitate
  • the horizontal axis represents each experimental condition.
  • the value of the weight of the precipitate was taken as the average value of the measured values of a total of 4 samples for the samples of each of the mixed solutions.
  • the bubbling of the air and the mixed air caused precipitation. In the bubbling of the air, the amount of precipitation increased with the passage of time.
  • FIG. 35 is a schematic view illustrating the form of the pipe. In addition, in FIG. 35, the inside of the pipe is shown perspectively. Further, in the same manner as in Reference Example 5, a 0.1 N sodium hydroxide solution and a 0.1 mol / L calcium chloride solution were prepared.
  • FIG. 36 is a graph showing the carbon dioxide concentration in the pipe after the contact.
  • the vertical axis shows the carbon dioxide concentration (PPM)
  • the horizontal axis shows the air (Air) and the gas (Inner Pipe) in the upper space of the pipe from the left.
  • the carbon dioxide concentration value was taken as the average value of the measured values of a total of 9 samples.
  • the contact greatly reduced the carbon dioxide concentration in the pipe.
  • FIG. 37 is a graph showing the carbon dioxide concentration in the pipe after the contact.
  • the vertical axis shows the carbon dioxide concentration (%), and the horizontal axis shows each experimental condition from the left.
  • the carbon dioxide concentration value was taken as the average value of the measured values of a total of 3 samples.
  • the contact reduced the carbon dioxide concentration in the pipe.
  • FIG. 38 is a graph showing the carbon dioxide concentration in the pipe after the contact.
  • the vertical axis indicates the carbon dioxide concentration (PPM)
  • the horizontal axis indicates the height of the air (Control) and the liquid level from the left.
  • the carbon dioxide concentration value was taken as the average value of the measured values of a total of 3 samples.
  • the contact greatly reduced the carbon dioxide concentration in the pipe even when the liquid level was 7 cm. Further, as the height of the liquid level (the amount of the mixed liquid) increased, the carbon dioxide concentration further decreased.
  • the size of the bubble in the bubbling was visually measured by comparing it with a scale and found to be on the order of millimeters to centimeters. After the contact, the carbon dioxide concentration was measured in the same manner as described above. Moreover, the carbon dioxide concentration of the air was measured in the same manner.
  • FIG. 39 is a graph showing the carbon dioxide concentration in the pipe after the contact.
  • the vertical axis represents the carbon dioxide concentration (PPM)
  • the horizontal axis represents the air (Control)
  • bubbling from the air stone (Ball) and bubbling from the hose (Tube) from the left. ) Is shown.
  • the carbon dioxide concentration value was taken as the average value of the measured values of a total of 4 samples.
  • bubbling from the air stone significantly reduced the carbon dioxide concentration in the pipe (down to 4.27%).
  • the carbon dioxide concentration decreased (decreased to 69.49%), but the amount of decrease was smaller than that when bubbling from the air stone. From this, it was found that the small bubble size in the bubbling is important for the absorption of carbon dioxide.
  • carbon dioxide can be fixed by contacting a mixture containing sodium hydroxide and calcium chloride with a gas containing carbon dioxide by bubbling the gas into the mixture. did it.
  • the sodium hydroxide solution of 0.05 N was prepared in the same manner as in Reference Example 5. Using a PET bottle having a general shape having a volume of 2 L, the inside of the PET bottle was equilibrated with the atmosphere in the same manner as in Reference Example 6. Then, 10 mL of the sodium hydroxide solution was placed in the PET bottle and allowed to stand so that the solution and carbon dioxide in the atmosphere were brought into contact with each other. 0 minutes (immediately after the contact), 15 minutes, 30 minutes, and 60 minutes after the contact, the carbon dioxide concentration in the PET bottle was measured in the same manner as in Reference Example 6.
  • FIG. 40 is a graph showing the carbon dioxide concentration in the PET bottle after the contact.
  • the vertical axis represents the carbon dioxide concentration (PPM)
  • the horizontal axis represents the elapsed time (minutes) after the contact.
  • the carbon dioxide concentration value was taken as the average value of the measured values of a total of 3 samples.
  • the contact reduced the carbon dioxide concentration in the PET bottle after 15 minutes, 30 minutes, and 60 minutes as compared with immediately after the contact.
  • the contact was performed by changing the form of the contact.
  • a plastic box (commercially available) having a volume of 2 L shown in FIG. 41 was used.
  • the inside of the plastic box is shown perspectively.
  • the upper surface of the plastic box was covered with a plastic plate as shown in FIG. 41.
  • the solution was brought into contact with the solution by bubbling air using a bubbling device (product name: Micro bubbler (F-1056-002), manufactured by Front Industry Co., Ltd.). The bubbling was performed under the condition of 20 cm 3 / sec.
  • FIG. 42 is a graph showing the carbon dioxide concentration in the plastic box after the contact.
  • the vertical axis indicates the carbon dioxide concentration (PPM)
  • the horizontal axis indicates, from the left, immediately after the start of the contact (0 time), 5 minutes later (5 min), 10 minutes later (10 min), and It shows after 15 minutes (15 min).
  • the carbon dioxide concentration in the plastic box decreased significantly 5 minutes after the start of the contact. After that, the carbon dioxide concentration gradually decreased according to the elapsed time after the contact.
  • the experiment was conducted by changing the shape of the container.
  • the container the pipe described in Reference Example 8 was used instead of the plastic bottle.
  • 200 ml of the sodium hydroxide solution of 0.1 N was placed in the pipe, and the mixed air having a carbon dioxide concentration of 10% was contacted with the solution by bubbling in the same manner as described above.
  • the carbon dioxide concentration in the upper space in the pipe was measured using the carbon dioxide monitor continuously until 5 minutes after the start of the contact. Further, the carbon dioxide concentration was measured up to 2 minutes in the same manner except that the 1N sodium hydroxide solution was used.
  • FIG. 43 is a graph showing the carbon dioxide concentration in the pipe 2 minutes after the start of contact.
  • the vertical axis represents the carbon dioxide concentration (PPM)
  • the horizontal axis represents the concentration of the sodium hydroxide solution.
  • PPM carbon dioxide concentration
  • the carbon dioxide concentration in the pipe rapidly decreased immediately after the start of the contact, and after 2 minutes, the value immediately after the start of the contact. Compared with, it decreased to 7.5%. After that, the concentration was a substantially constant value from the start of the contact to 5 minutes later. Further, when the 1N sodium hydroxide solution was used, the carbon dioxide concentration in the pipe also decreased rapidly immediately after the start of the contact and became "0" after 2 minutes.
  • magnesium chloride (MgCl 2 , manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), zinc chloride (ZnCl 2 , manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), strontium chloride (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) SrCl 2 , manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) and barium chloride (BaCl 2 , manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) were used.
  • MgCl 2 manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.
  • zinc chloride ZnCl 2 , manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.
  • strontium chloride manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.
  • SrCl 2 manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.
  • barium chloride BaCl 2 , manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.
  • FIG. 44 is a graph showing the weight of the precipitate formed in the mixed solution due to the contact with the carbon dioxide.
  • the vertical axis shows the weight (g) of the precipitate per test tube
  • the horizontal axis shows each metal chloride contained in the mixed solution
  • the graph on the left shows after the mixing.
  • the graph on the right shows after contact with the carbon dioxide.
  • the value of the weight of the precipitate was taken as the average value of the measured values of a total of 4 samples for the samples of each of the mixed solutions.
  • the magnesium chloride solution and the zinc chloride solution were used, the amount of precipitation increased significantly after the mixing, and the amount of precipitation decreased after contact with the carbon dioxide.
  • the strontium chloride solution and the barium chloride solution were used, the amount of precipitation increased after the mixing, and the amount of precipitation further increased after contact with the carbon dioxide.
  • the pipe described in Reference Example 8 was used as the container. 50 ml of 0.1 N sodium hydroxide solution and 50 ml of each metal chloride solution of 0.1 mol / L are placed in the pipe, and air is bubbled into the mixed solution in the same manner as in Reference Example 8. Was brought into contact with. After the contact, the carbon dioxide concentration of the gas in the upper space (height of about 14 cm) of the pipe was measured in the same manner as in Reference Example 6. In the measurement, it was confirmed that the value of the carbon dioxide concentration became almost constant 2 to 3 minutes after the contact, and this value was used as the measured value. Moreover, as a control, the carbon dioxide concentration of the air was measured in the same manner.
  • FIG. 45 is a graph showing the carbon dioxide concentration in the pipe after the contact.
  • the vertical axis represents carbon dioxide concentration (PPM), and the horizontal axis represents each metal chloride.
  • the carbon dioxide concentration value was taken as the average value of the measured values of a total of 3 samples.
  • the contact reduced the carbon dioxide concentration in the pipe as compared with the control value, regardless of which metal chloride was used. In particular, when the strontium chloride solution and the barium chloride solution were used, the carbon dioxide concentration was greatly reduced.
  • carbon dioxide is produced by contacting a mixed solution containing sodium hydroxide, a chloride of a Group 2 element, and a chloride of a divalent metal element with a gas containing carbon dioxide. I was able to confirm that it can be fixed.
  • the temperature of the mixture was adjusted to 5 ° C, 20 ° C, 30 ° C, 40 ° C, 50 ° C and 60 using Unithermo Shaker NTS-120, EYLEA, (Tokyo Rikakikai Co., Ltd.), respectively.
  • the temperature was maintained at ° C., 70 ° C. and 80 ° C.
  • the amount of precipitation was calculated in the same manner as in Reference Example 5.
  • FIG. 46 is a graph showing the weight of the precipitate formed in the mixed solution due to the contact with the carbon dioxide.
  • the vertical axis represents the weight (g) of the precipitate per test tube
  • the horizontal axis represents the temperature.
  • the experiment was carried out 3 to 5 times for each of the temperatures, and the measured values of 4 to 8 samples were obtained in each experiment and used as the average value of these measured values.
  • a precipitate was formed after contact with the carbon dioxide under any temperature condition.
  • the amount of precipitation was a substantially constant value when the temperature of the mixed solution was between 5 ° C. and 60 ° C., and increased significantly at 70 ° C. Even when the temperature of the mixed solution was 80 ° C., a value larger than the constant value between 5 ° C. and 60 ° C. was obtained.
  • carbon dioxide can be fixed by bringing the mixture containing sodium hydroxide and calcium chloride into contact with the gas containing carbon dioxide under predetermined temperature conditions.
  • the fixation of carbon dioxide is suitable for treatment at high temperature.
  • the carbon dioxide fixing device shown in FIG. 47 was produced as follows.
  • As the first reaction vessel 10 a plastic vessel having a size (height 73 cm, depth 41 cm, width 51 cm) and a capacity of about 76 L was used.
  • the first reaction vessel 10 was installed in a metal rack (commercially available).
  • a hose (commercially available) and a pipe (commercially available) were used as the liquid circulation flow path 30, and the hose and the pipe were connected to the pump 40 (Iwaki Magnet Pump MD-100R-5M), respectively.
  • the pump 40 was installed in the space above the rack (accommodation section 50).
  • a strainer (commercially available) is connected to the liquid suction end 310 of the pipe, and an aspirator (part number 1-689-04, manufactured by AS ONE Corporation) is connected to the liquid discharge end 320 of the hose.
  • an aspirator part number 1-689-04, manufactured by AS ONE Corporation
  • a hose X for taking in gas was connected to the aspirator, and the other end of the hose X was passed to the outside through a hole provided in the ceiling of the rack.
  • the atmosphere taken in from the outside is taken into the liquid in the liquid circulation flow path 30 by the aspirator and ejected from the liquid discharge end 320.
  • a hole (diameter 6 cm) (not shown) is provided on the side surface of the upper space of the first reaction vessel 10 so as to be at a position 7 cm from the liquid surface, and a vinyl chloride pipe is passed through the hole.
  • the gas in the upper space was released to the outside of the first reaction vessel 10.
  • the carbon dioxide concentration in the released gas was measured by a carbon dioxide monitor (GX-6000, manufactured by RIKEN KEIKI).
  • the carbon dioxide concentration was 400 PPM at the time of charging (0 minutes).
  • the carbon dioxide concentration 20 seconds after the addition is 280PPM
  • the carbon dioxide concentration 30 seconds later is 260PPM
  • the carbon dioxide concentration 40 seconds later Is 220 PPM
  • the carbon dioxide concentration after 50 seconds is 200 PPM
  • the carbon dioxide concentration after 60 seconds is 180 PPM
  • the carbon dioxide concentration after 1 minute 20 seconds is 160 PPM
  • the carbon dioxide concentration after 1 minute 40 seconds is 140 PPM.
  • the carbon dioxide concentration after 2 minutes is 100 PPM
  • the carbon dioxide concentration after 2 minutes and 20 seconds is 80 PPM
  • the carbon dioxide concentration after 2 minutes and 40 seconds is 60 PPM
  • the carbon dioxide concentration after 3 minutes is 40 PPM
  • 3 The carbon dioxide concentration after 20 minutes was 20 PPM.
  • 3 minutes and 45 seconds after the charging the carbon dioxide concentration became 0PPM.
  • the carbon dioxide concentration was 0 PPM at any elapsed time.
  • the seawater it is preferable to use the seawater as it is without concentrating it.
  • Industrially, bittern or the like obtained by concentrating seawater is currently used for producing magnesium hydroxide, but in order to produce bittern, a process such as heating is required, which is costly.
  • the Ca ion concentration in seawater is 0.010 mol / l
  • the solubility of Ca (OH) 2 is 0.023 mol / l, which is high solubility.

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Abstract

水酸化マグネシウムの製造が可能な、新たな、金属原料製造装置を提供する。　本発明の金属原料製造装置（４）は、海水供給部（４１）、電気供給部（４２）、電気分解部（４３）、金属原料回収部（４４）を含み、海水供給部（４１）は、第１海水供給部（４１１）を含み、電気供給部（４２）は、電気分解部（４３）に電気を供給し、電気分解部（４３）は、第１反応部（４３１）を含み、金属原料回収部（４４）は、第１回収部（４４１）を含み、第１海水供給部（４１１）は、第１海水を第１反応部（４３１）に供給し、前記第１海水中には、ナトリウムイオン、塩素イオン、マグネシウムイオン、カルシウムイオンが存在し、第１反応部（４３１）において、供給された電気を使って前記第１海水を電気分解することにより、前記第１海水中において、水素ガス、塩素ガス、及び、水酸化物イオンを生成させ、前記水酸化物イオンが前記第１海水中の前記マグネシウムイオンと反応して水酸化マグネシウムを生成し、第１回収部（４４１）は、前記生成した水酸化マグネシウムを回収する。

Description

金属原料製造装置および金属原料製造方法
　本発明は、金属原料製造装置および金属原料製造方法に関する。
　マグネシウム塩と金属水酸化物を反応させて水酸化マグネシウムを得る反応を利用した水酸化マグネシウムの製造方法が知られている（特許文献１）。しかし、水酸化マグネシウムの製造が可能な、新たな、金属原料製造装置が求められている。
特開平７－６１８１２号公報
　そこで、本発明は、水酸化マグネシウムの製造が可能な、新たな、金属原料製造装置の提供を目的とする。
　前記目的を達成するために、本発明の金属原料製造装置は、
海水供給部、電気供給部、電気分解部、金属原料回収部を含み、
前記海水供給部は、
第１海水供給部を含み、
前記電気供給部は、前記電気分解部に電気を供給し、
前記電気分解部は、第１反応部を含み、
前記金属原料回収部は、第１回収部を含み、
前記第１海水供給部は、第１海水を前記第１反応部に供給し、
前記第１海水中には、ナトリウムイオン、塩素イオン、マグネシウムイオン、カルシウムイオンが存在し、
前記第１反応部において、供給された電気を使って前記第１海水を電気分解することにより、前記第１海水中において、水素ガス、塩素ガス、及び、水酸化物イオンを生成させ、前記水酸化物イオンが前記第１海水中の前記マグネシウムイオンと反応して水酸化マグネシウムを生成し、
前記第１回収部は、前記生成した水酸化マグネシウムを回収する。
　本発明の金属原料製造方法は、
海水供給工程、電気供給工程、電気分解工程、金属原料回収工程を含み、
前記海水供給工程は、
第１海水供給工程を含み、
前記電気供給工程は、前記電気分解工程に電気を供給し、
前記電気分解工程は、第１反応工程を含み、
前記金属原料回収工程は、第１回収工程を含み、
前記第１海水供給工程は、第１海水を前記第１反応工程に供給し、
前記第１海水中には、ナトリウムイオン、塩素イオン、マグネシウムイオン、カルシウムイオンが存在し、
前記第１反応工程において、供給された電気を使って前記第１海水を電気分解することにより、前記第１海水中において、水素ガス、塩素ガス、及び、水酸化物イオンを生成させ、前記水酸化物イオンが前記第１海水中の前記マグネシウムイオンと反応して水酸化マグネシウムを生成し、
前記第１回収工程は、前記生成した水酸化マグネシウムを回収する。
　本発明によれば、水酸化マグネシウムの製造が可能な、新たな、金属原料製造装置を提供することができる。
　本発明の特徴は、海水を原料として、水酸化マグネシウムを製造できる点である。水酸化マグネシウムは、難燃剤の原料等、様々な用途があり、水酸化マグネシウムから製造される酸化マグネシウムも、様々な用途がある。このように、本発明は、工業分野で重要な水酸化マグネシウムを、海水を原料に製造できるので、原料コストは実質的にゼロとなる。また、電気分解に使う電気に太陽光発電等の再生利用可能エネルギーを使用すれば、ランニングコストも低く抑えることができる。そして、本発明では、空気中等の炭酸ガスと海水のナトリウムイオン、水酸化物イオン及びカルシウムイオンとを反応させることにより、炭酸ガスを固定し、炭酸カルシウムを金属原料として回収することも可能である。
図１は、実施形態４の二酸化炭素の固定装置の一例を示す模式断面図である。 図２は、変形例１の二酸化炭素の固定装置の一例を示す模式断面図である。 図３は、変形例２の二酸化炭素の固定装置の一例を示す模式断面図である。 図４は、実施形態５の二酸化炭素の固定装置の一例を示す模式断面図である。 図５は、実施形態６の二酸化炭素の固定装置の一例を示す模式断面図である。 図６は、実施例２における、電気分解装置を示す図である。 図７は、実施例２における、二酸化炭素との接触後における、電気分解後の塩化ナトリウム溶液と塩化カルシウム溶液との混合液の写真である。 図８は、実施例３における、電気分解装置を示す図である。 図９は、実施例３における、二酸化炭素との接触により、混合液において生じた沈殿の重さを示すグラフである。 図１０は、実施例３における、接触後の容器内の二酸化炭素濃度を示すグラフである。 図１１は、実施例３における、接触後の容器内の二酸化炭素濃度を示すグラフである。 図１２は、実施例４における、エアストーンに固着した炭酸カルシウムの重さを示すグラフである。 図１３は、実施例５における、接触後のエアストーンの写真である。 図１４は、実施例５における、エアストーンに固着した炭酸カルシウムの重さを示すグラフである。 図１５は、参考例１における、二酸化炭素との接触前および接触後における、水酸化ナトリウムと塩化カルシウムとを含む混合液の写真である。 図１６は、参考例１における、二酸化炭素との接触により、混合液において生じた沈殿の重さを示すグラフである。 図１７は、参考例１における、二酸化炭素との接触により、混合液において生じた沈殿の重さを示すグラフである。 図１８は、参考例２における、水酸化ナトリウムと塩化カルシウムとを含む混合液の写真である。 図１９は、参考例３における、接触後の容器内の二酸化炭素濃度を示すグラフである。 図２０は、参考例３における、八角柱プラスチックボトルの形状を示す図である。 図２１は、参考例３における、接触後の容器内の二酸化炭素濃度を示すグラフである。 図２２は、参考例３における、接触後の容器内の二酸化炭素濃度を示すグラフである。 図２３は、参考例４における、噴霧による接触を行っている様子を示す図である。 図２４は、参考例４における、接触後の容器内の二酸化炭素濃度を示すグラフである。 図２５は、参考例４における、接触手段を示す図である。 図２６は、参考例４における、接触後の容器内の二酸化炭素濃度を示すグラフである。 図２７は、参考例５における、二酸化炭素との接触により、混合液において生じた沈殿の重さを示すグラフである。 図２８は、参考例５における、二酸化炭素との接触により、混合液において生じた沈殿の重さを示すグラフである。 図２９は、参考例６における、二酸化炭素との接触により、混合液において生じた沈殿の重さを示すグラフである。 図３０は、参考例７における、二酸化炭素との接触により、混合液において生じた沈殿の重さを示すグラフである。 図３１は、参考例３における、振とうによる接触を行っている様子を示す図である。 図３２は、参考例３における、接触後の容器内の二酸化炭素濃度を示すグラフである。 図３３は、参考例８における、バブリングによる接触を行っている様子を示す図である。 図３４は、参考例８における、二酸化炭素との接触により、混合液において生じた沈殿の重さを示すグラフである。 図３５は、参考例８における、パイプの形態を説明する概略図である。 図３６は、参考例８における、接触後の容器内の二酸化炭素濃度を示すグラフである。 図３７は、参考例８における、接触後の容器内の二酸化炭素濃度を示すグラフである。 図３８は、参考例８における、接触後の容器内の二酸化炭素濃度を示すグラフである。 図３９は、参考例８における、接触後の容器内の二酸化炭素濃度を示すグラフである。 図４０は、参考例９における、接触後の容器内の二酸化炭素濃度を示すグラフである。 図４１は、参考例９における、バブリングによる接触を行っている様子を示す図である。 図４２は、参考例９における、接触後の容器内の二酸化炭素濃度を示すグラフである。 図４３は、参考例９における、接触後の容器内の二酸化炭素濃度を示すグラフである。 図４４は、参考例１０における、二酸化炭素との接触により、混合液において生じた沈殿の重さを示すグラフである。 図４５は、参考例１０における、接触後の容器内の二酸化炭素濃度を示すグラフである。 図４６は、参考例１１における、二酸化炭素との接触により、混合液において生じた沈殿の重さを示すグラフである。 図４７は、参考例１２における、二酸化炭素の固定装置を示す模式図である。 図４８は、太陽光発電装置を含む二酸化炭素の固定装置の一例を示す概略図である。 図４９は、太陽光発電装置および水素燃料電池を含む二酸化炭素の固定装置の一例を示す概略図である。 図５０は、太陽光発電装置、水素燃料電池および蓄電池を含む二酸化炭素の固定装置の一例を示す概略図である。 図５１は、実施形態１の金属原料製造装置の一例を示す概略図である。 図５２は、実施形態１の金属原料製造方法における処理の一例を示すフローチャートである。 図５３は、実施形態２の金属原料製造装置の一例を示す概略図である。 図５４は、実施形態２の金属原料製造方法における処理の一例を示すフローチャートである。 図５５は、実施例１における、電気分解後の海水の写真である。 図５６は、実施例１における、電気分解後の海水において生じた沈殿の重さを示すグラフである。 図５７は、実施例１における、（Ａ）二酸化炭素との接触後における試験管の写真、および（Ｂ）二酸化炭素との接触後において生じた沈殿の重さを示すグラフである。
　本発明の金属原料製造装置は、例えば、前記第１反応部において、前記水酸化マグネシウムの沈殿物が生成し、前記第１回収部は、前記水酸化マグネシウムの沈殿物を回収する。
　本発明の金属原料製造装置は、例えば、前記電気供給部は、第１発電部を含み、
前記第１発電部は、再生可能エネルギーを使用した発電部である。
　本発明の金属原料製造装置は、例えば、前記第１発電部は、太陽光発電、風力発電、波力発電、及び、地熱発電の少なくとも一つの発電を含む。
　本発明の金属原料製造装置は、例えば、前記電気供給部は、さらに、第２発電部を含み、前記第２発電部は、水素燃料電池であり、前記水素燃料電池は、前記電気分解部による前記海水の電気分解により生成した水素を用いて発電する。
　本発明の金属原料製造装置は、例えば、前記海水供給部は、さらに、第２海水供給部を含み、前記電気分解部は、さらに、第２反応部を含み、前記第２反応部は、ガス供給部を含み、前記金属原料回収部は、さらに、第２回収部を含み、前記第２海水供給部は、前記第２反応部に対し、前記第１反応部で前記水酸化マグネシウムが回収された後の第２海水を供給し、前記第２海水中には、前記ナトリウムイオン、前記水酸化物イオン、及び、前記カルシウムイオンが存在し、前記ガス供給部は、前記第２反応部に、二酸化炭素含有ガスを供給し、前記第２反応部において、前記第２海水中の前記ナトリウムイオン、前記水酸化物イオン及び前記カルシウムイオンが前記二酸化炭素含有ガス中の二酸化炭素と反応して、炭酸カルシウムが生成し、前記第２回収部は、生成した前記炭酸カルシウムを回収する。
　本発明の金属原料製造装置は、例えば、前記二酸化炭素含有ガスは、空気、燃料を燃焼させて生成する排気ガス、及び前記空気と前記排気ガスの混合ガスから選択された少なくとも一つのガスである。
　本発明の金属原料製造装置は、例えば、前記電気供給部は、第３発電部を含み、前記第３発電部は、燃焼部、発電機、及びガス排気部を含み、前記燃焼部は、燃料を燃焼して熱エネルギーを発生し、前記発電部は、前記熱エネルギーを駆動力に変換して前記発電機を駆動して発電し、前記ガス排気部は、前記燃焼により生じる二酸化炭素含有ガスを排気し、前記ガス供給部は、排気された前記二酸化炭素含有ガスを前記第２反応部に供給する。
　本発明の金属原料製造装置は、例えば、前記燃焼部での燃焼は、石炭、石油、天然ガス、産業廃棄物、及び、バイオマスからなる群から選択される少なくとも一つの燃料の燃焼である。
　本発明の金属原料製造装置は、例えば、さらに、試薬供給部を含み、前記試薬供給部は、塩化ナトリウム及び塩化カルシウムの少なくとも一つの試薬を前記第１海水及び前記第２海水の少なくとも一方に供給可能である。
　本発明の金属原料製造装置は、例えば、さらに、濃度制御部を含み、前記濃度制御部は、前記第１海水及び前記第２海水の少なくとも一方において、前記ナトリウムイオン及び前記水酸化物イオンの濃度を、水酸化ナトリウムの濃度として０．２Ｎ以下に制御する。
　本発明の金属原料製造装置は、例えば、前記濃度制御部は、前記第１海水及び前記第２海水の少なくとも一方において、前記水酸化ナトリウムの濃度を０．０５Ｎ以上に制御する。
　本発明の金属原料製造装置は、例えば、前記濃度制御部は、前記第１海水及び前記第２海水の少なくとも一方において、前記塩素イオン及び前記カルシウムイオンの濃度を、塩化カルシウムの濃度として、０．０５ｍｏｌ／Ｌ以上に制御する。
　本発明の金属原料製造装置は、例えば、前記第２反応部は、さらに、温度制御部を含み、前記温度制御部は、前記第２海水の温度を７０℃以上に制御する。
　本発明の金属原料製造装置は、例えば、前記電気供給部は、さらに、蓄電部を含み、前記蓄電部は、蓄電された電気を前記電気分解部に供給する。
　本発明の金属原料製造装置は、例えば、さらに、海水淡水化部を含み、前記海水淡水化部は、逆浸透膜及び加圧部を含み、前記加圧部による加圧により、海水を、前記逆浸透膜を透過させることにより、前記海水から淡水及び濃縮海水が生成し、前記第１反応部及び第２反応部の少なくとも一方に、前記濃縮海水が供給可能である。
　本発明の金属原料製造装置は、例えば、前記海水淡水化部の前記加圧部は、ポンプ部を含み、前記ポンプ部は、前記電気供給部により供給される電気により駆動される。
　本発明の金属原料製造方法は、例えば、前記第１反応工程において、前記水酸化マグネシウムの沈殿物が生成し、前記第１回収工程は、前記水酸化マグネシウムの沈殿物を回収する。
　本発明の金属原料製造方法は、例えば、前記電気供給工程は、第１発電工程を含み、前記第１の発電工程は、再生可能エネルギーを使用した発電工程である。
　本発明の金属原料製造方法は、例えば、前記第１発電工程は、太陽光発電、風力発電、波力発電、及び、地熱発電の少なくとも一つの発電を含む。
　本発明の金属原料製造方法は、例えば、前記電気供給工程は、さらに、第２発電工程を含み、前記第２発電工程は、水素燃料電池により電気を供給し、前記水素燃料電池は、前記電気分解工程による前記海水の電気分解により生成した水素を用いて発電する。
　本発明の金属原料製造方法は、例えば、前記海水供給工程は、さらに、第２海水供給工程を含み、前記電気分解工程は、さらに、第２反応工程を含み、前記第２反応工程は、ガス供給工程を含み、前記金属原料回収工程は、さらに、第２回収工程を含み、前記第２海水供給工程は、前記第２反応工程に対し、前記第１反応工程で前記水酸化マグネシウムが回収された後の第２海水を供給し、前記第２海水中には、前記ナトリウムイオン、前記水酸化物イオン、及び、前記カルシウムイオンが存在し、前記ガス供給工程は、前記第２反応工程に、二酸化炭素含有ガスを供給し、前記第２反応工程において、前記第２海水中の前記ナトリウムイオン、前記水酸化物イオン及び前記カルシウムイオンが前記二酸化炭素含有ガス中の二酸化炭素と反応して、炭酸カルシウムが生成し、前記第２回収工程は、生成した前記炭酸カルシウムを回収する。
　本発明の金属原料製造方法は、例えば、前記二酸化炭素含有ガスは、空気、燃料を燃焼させて生成する排気ガス、及び前記空気と前記排気ガスの混合ガスから選択された少なくとも一つのガスである。
　本発明の金属原料製造方法は、例えば、前記電気供給工程は、第３発電工程を含み、前記第３発電工程は、燃焼工程、及びガス排気工程を含み、前記燃焼工程は、燃料を燃焼して熱エネルギーを発生し、前記発電工程は、前記熱エネルギーを駆動力に変換して発電機を駆動して発電し、前記ガス排気工程は、前記燃焼により生じる二酸化炭素含有ガスを排気し、前記ガス供給工程は、排気された前記二酸化炭素含有ガスを前記第２反応工程に供給する。
　本発明の金属原料製造方法は、例えば、前記燃焼工程での燃焼は、石炭、石油、天然ガス、産業廃棄物、及び、バイオマスからなる群から選択される少なくとも一つの燃料の燃焼である。
　本発明の金属原料製造方法は、例えば、さらに、試薬供給工程を含み、前記試薬供給工程は、塩化ナトリウム及び塩化カルシウムの少なくとも一つの試薬を前記第１海水及び前記第２海水の少なくとも一方に供給可能である。
　本発明の金属原料製造方法は、例えば、さらに、濃度制御工程を含み、前記濃度制御工程は、前記第１海水及び前記第２海水の少なくとも一方において、前記ナトリウムイオン及び前記水酸化物イオンの濃度を、水酸化ナトリウムの濃度として０．２Ｎ以下に制御する。
　本発明の金属原料製造方法は、例えば、前記濃度制御工程は、前記第１海水及び前記第２海水の少なくとも一方において、前記水酸化ナトリウムの濃度を０．０５Ｎ以上に制御する。
　本発明の金属原料製造方法は、例えば、前記濃度制御工程は、前記第１海水及び前記第２海水の少なくとも一方において、前記塩素イオン及び前記カルシウムイオンの濃度を、塩化カルシウムの濃度として、０．０５ｍｏｌ／Ｌ以上に制御する。
　本発明の金属原料製造方法は、例えば、前記第２反応工程は、さらに、温度制御工程を含み、前記温度制御工程は、前記第２海水の温度を７０℃以上に制御する。
　本発明の金属原料製造方法は、例えば、前記電気供給工程は、さらに、蓄電工程を含み、
前記蓄電工程は、蓄電された電気を前記電気分解工程に供給する。
　本発明の金属原料製造方法は、例えば、さらに、海水淡水化工程を含み、前記海水淡水化工程は、加圧工程を含み、前記加圧工程による加圧により、海水を、逆浸透膜を透過させることにより、前記海水から淡水及び濃縮海水が生成し、前記第１反応工程及び第２反応工程の少なくとも一方に、前記濃縮海水が供給可能である。
　本発明の金属原料製造方法は、例えば、前記海水淡水化工程の前記加圧工程は、ポンプ部による加圧を行い、前記ポンプ部は、前記電気供給工程により供給される電気により駆動される。
　本発明の実施形態について説明する。なお、本発明は、以下の実施形態には限定されない。なお、以下の各図において、同一部分には、同一符号を付している。また、各実施形態の説明は、特に言及がない限り、互いの説明を援用できる。さらに、各実施形態の構成は、特に言及がない限り、組合せ可能である。本明細書で使用する用語は、特に言及しない限り、当該技術分野で通常用いられる意味で用いることができる。
［実施形態１］
（金属原料製造装置）
　本実施形態の金属原料製造装置４は、図５１に示すように、海水供給部４１、電気供給部４２、電気分解部４３、金属原料回収部４４を含む。海水供給部４１は、第１海水供給部４１１を含む。電気供給部４２は、電気分解部４３に電気を供給する。電気分解部４３は、第１反応部４３１を含む。金属原料回収部４４は、第１回収部４４１を含む。第１海水供給部４１１は、第１海水を第１反応部４３１に供給する。前記第１海水中には、ナトリウムイオン、塩素イオン、マグネシウムイオン、カルシウムイオンが存在する。第１反応部４３１において、供給された電気を使って前記第１海水を電気分解することにより、前記第１海水中において、水素ガス、塩素ガス、及び、水酸化物イオンを生成させ、前記水酸化物イオンが前記第１海水中の前記マグネシウムイオンと反応して水酸化マグネシウム（Ｍｇ（ＯＨ）２）を生成する。第１回収部４４１は、前記生成した水酸化マグネシウムを回収する。本実施形態の金属原料製造装置４において、その他の構成及び条件は、特に制限されない。
　本発明の技術的特徴は、海水を電気分解することと、水酸化マグネシウムの溶解度が低いことを組み合わせた点にある。すなわち、本発明では、海水を電気分解することで、水酸化物イオンが発生する。水酸化物イオンは、海水中のマグネシウムイオン、カルシウムイオンと反応するが、マグネシウムイオンは海水中に高濃度に含まれている（０．０５２ｍｏｌ／Ｌ）ため、水酸化物イオンは、優先的にマグネシウムイオンと反応して水酸化マグネシウムを生成し、溶解度が低い水酸化マグネシウム（溶解度：０．２１×１０－３ｍｏｌ／Ｌ）はすぐに沈殿するので、回収が容易である。
　海水供給部４１は、第１海水供給部４１１を含む。第１海水供給部４１１は、第１海水を、後述する第１反応部４３１に供給する。第１海水供給部４１１は、前記第１海水を第１反応部４３１に供給できればよく、特に制限されず、例えば、パイプ、ホース等でもよい。
　前記第１海水中には、ナトリウムイオン、塩素イオン、マグネシウムイオン、カルシウムイオンが存在する。前記第１海水は、例えば、後述する電気分解前の、原海水である。前記第１海水は、調製したものでもよい。
　電気供給部４２は、電気分解部４３に電気を供給する。電気供給部４２は、電気分解部４３に電気を供給できればよく、特に制限されない。
　電気供給部４２は、例えば、第１発電部（図示せず）を含み、前記第１発電部は、再生可能エネルギーを使用した発電部でもよい。前記「再生可能エネルギー」は、例えば、エネルギー供給事業者による非化石エネルギー源の利用及び化石エネルギー原料の有効な利用の促進に関する法律（エネルギー供給構造高度化法）において、「太陽光、風力その他非化石エネルギー源のうち、エネルギー源として永続的に利用することができると認められるものとして政令で定めるもの」と定義されており、政令において、太陽光・風力・水力・地熱・太陽熱・大気中の熱その他の自然界に存する熱・バイオマスが定められている。前記第１発電部は、例えば、太陽光発電、風力発電、波力発電、および、地熱発電を行ってもよい。前記再生可能エネルギーを使用した発電により、装置のランニングコスト（電気代）を低減することができる。
　電気供給部４２は、例えば、さらに、第２発電部（図示せず）を含んでもよい。前記第２発電部は、水素燃料電池であり、前記水素燃料電池は、電気分解部４３による前記海水の電気分解により生成した水素を用いて発電する。前記水素燃料電池により、エネルギー循環型の装置とすることができる。
　電気分解部４３は、第１反応部４３１を含む。第１反応部４３１において、供給された電気を使って前記第１海水を電気分解する。第１反応部４３１は、電極（陽極および陰極）を含む。第１反応部４３１は、例えば、後述する、二酸化炭素の固定装置１、２および３における、電解室１２の説明を参照することができる。
　第１反応部４３１における前記電気分解により、前記第１海水中において、水素ガス、塩素ガス、及び、水酸化物イオンを生成させ、前記水酸化物イオンが前記第１海水中の前記マグネシウムイオンと反応して水酸化マグネシウムを生成する。
　金属原料回収部４４は、第１回収部４４１を含む。第１回収部４４１は、前記生成した水酸化マグネシウムを回収する。第１反応部４３１において、例えば、前記水酸化マグネシウムの沈殿物、および、電極表面での析出物等が生成してもよい。そして、第１回収部４４１は、例えば、前記水酸化マグネシウムの沈殿物を回収してもよいし、フィルター濾過による回収、前記電極表面での析出物の回収を行ってもよい。金属原料回収部４４は、後述する、二酸化炭素の固定装置１～３の、液体取出部５０、およびフィルター５１の記載を参照できる。
（金属原料製造方法）
　本実施形態の金属原料製造方法は、海水供給工程、電気供給工程、電気分解工程、金属原料回収工程を含む。前記海水供給工程は、第１海水供給工程を含む。前記電気供給工程は、前記電気分解工程に電気を供給する。前記電気分解工程は、第１反応工程を含む。前記金属原料回収工程は、第１回収工程を含む。前記第１海水供給工程は、第１海水を前記第１反応工程に供給する。前記第１海水中には、ナトリウムイオン、塩素イオン、マグネシウムイオン、カルシウムイオンが存在する。前記第１反応工程において、供給された電気を使って前記第１海水を電気分解することにより、前記第１海水中において、水素ガス、塩素ガス、及び、水酸化物イオンを生成させ、前記水酸化物イオンが前記第１海水中の前記マグネシウムイオンと反応して水酸化マグネシウムを生成する。前記第１回収工程は、前記生成した水酸化マグネシウムを回収する。本実施形態の金属原料製造方法の各工程は、後述する実施形態３の電気分解工程の説明を参照することができる。
　本実施形態の金属原料製造方法について、図５２を用いて説明する。図５２は、前記金属原料製造方法の一例を示すフローチャートである。本実施形態の金属原料製造方法は、例えば、図５１の金属原料製造装置４を用いて、次のように実施できる。なお、本実施形態の金属原料製造方法は、図５１の金属原料製造装置４の使用には限定されない。図５２のフローチャートは、各工程の処理の順番の一例であり、本発明はこの順番に限定されず、各工程は、金属原料製造を行うことができる範囲で、同時に行ってもよいし、前後させてもよい。
　まず、海水供給部４１により、前記海水供給工程（Ｓ１０１）を行う。前記海水供給工程（Ｓ１０１）は、第１海水供給工程（Ｓ１０１Ａ）を含む。前記第１海水供給工程（Ｓ１０１Ａ）は、第１海水供給部４１１により、第１海水を前記第１反応工程（Ｓ１０３Ａ）に供給する。前記第１海水中には、ナトリウムイオン、塩素イオン、マグネシウムイオン、カルシウムイオンが存在する。
　つぎに、電気供給部４２により、前記電気供給工程（Ｓ１０２）を行う。前記電気供給工程（Ｓ１０２）は、前記電気分解工程（Ｓ１０３）に電気を供給する。
　前記電気供給工程（Ｓ１０２）は、例えば、第１発電工程（Ｓ１０２Ａ）を含んでもよい。前記第１発電工程（Ｓ１０２Ａ）は、再生可能エネルギーを使用した発電工程でもよい。
　前記電気供給工程（Ｓ１０２）は、例えば、第２発電工程（Ｓ１０２Ｂ）を含んでもよい。前記第２発電工程（Ｓ１０２Ｂ）は、水素燃料電池により電気を供給する。前記水素燃料電池は、例えば、後述する前記電気分解工程（Ｓ１０３）による前記海水の電気分解により生成した水素を用いて発電する。
　つぎに、電気分解部４３により、前記電気分解工程（Ｓ１０３）を行う。前記電気分解工程（Ｓ１０３）は、第１反応工程（Ｓ１０３Ａ）を含む。前記第１反応工程（Ｓ１０３Ａ）において、第１反応部４３１により、供給された電気を使って前記第１海水を電気分解することにより、前記第１海水中において、水素ガス、塩素ガス、及び、水酸化物イオンを生成させ、前記水酸化物イオンが前記第１海水中の前記マグネシウムイオンと反応して水酸化マグネシウムを生成する。
　つぎに、金属原料回収部４４により、前記金属原料回収工程（Ｓ１０４）を行い、終了する（ＥＮＤ）。前記金属原料回収工程（Ｓ１０４）は、第１回収工程（Ｓ１０４Ａ）を含む。前記第１回収工程（Ｓ１０４Ａ）は、前記生成した水酸化マグネシウムを回収する。
　前記第１反応工程（Ｓ１０３Ａ）において、例えば、前記水酸化マグネシウムの沈殿物、および、電極表面での析出物等が生成してもよい。そして、第１回収工程（Ｓ１０４Ａ）は、例えば、前記水酸化マグネシウムの沈殿物を回収してもよいし、フィルター濾過による回収、前記電極表面での析出物の回収を行ってもよい。
［実施形態２］
（金属原料製造装置）
　本実施形態の金属原料製造装置４は、図５３（Ａ）および（Ｂ）に示すように、海水供給部４１が、さらに、第２海水供給部４１２を含み、電気分解部４３が、さらに、第２反応部４３２を含む。第２反応部４３２は、ガス供給部４３２１を含む。金属原料回収部４４は、さらに、第２回収部４４２を含む。そして、第２海水供給部４１２は、第２反応部４３２に対し、第１反応部４３１で前記水酸化マグネシウムが回収された後の第２海水を供給する。前記第２海水中には、前記ナトリウムイオン、前記水酸化物イオン、及び、前記カルシウムイオンが存在する。ガス供給部４３２１は、第２反応部４３２に、二酸化炭素含有ガスを供給する。第２反応部４３２において、前記第２海水中の前記ナトリウムイオン、前記水酸化物イオン及び前記カルシウムイオンが前記二酸化炭素含有ガス中の二酸化炭素と反応して、炭酸カルシウムが生成する。第２回収部４４２は、生成した前記炭酸カルシウムを回収する。これらの点以外は、実施形態１と同様である。
　金属原料製造装置４は、例えば、図５３（Ａ）に示すように、第１反応部４３１と第２反応部４３２とが、共通する１つの容器であってもよい。また、図５３（Ｂ）に示すように、第１反応部４３１と第２反応部４３２とが、流路により連通しており、第１反応部４３１から第２反応部４３２に前記第２海水が送液されてもよい。
　前述のように、水酸化マグネシウムの溶解度は極めて低く０．２１×１０－３ｍｏｌ／Ｌである一方、海水中のＭｇイオン濃度は０．０５２ｍｏｌ／Ｌである。このため、海水中で水酸化マグネシウムが形成されると、ほぼ全量が沈殿することになる。これに対し、水酸化カルシウムの溶解度は０．０２３ｍｏｌ／Ｌである一方、海水中のＣａイオン濃度は０．０１ｍｏｌ／Ｌである。このため、水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）が存在しても水酸化カルシウムの沈殿は形成されにくい。以上から、図５３（Ｂ）に示す二槽方式であれば、一槽目で水酸化マグネシウムを沈殿させ、二槽目で炭酸カルシウムや水酸化カルシウムを沈殿させることができる。ただし、これには制限されず、図５３（Ａ）に示す一槽方式においても、例えば、まず、水酸化マグネシウムを沈殿させ、その後、炭酸カルシウムや水酸化カルシウムを沈殿させることができる。
　第２反応部４３２は、ガス供給部４３２１を含む。ガス供給部４３２１は、後述する第２反応部４３２に、二酸化炭素含有ガスを供給する。前記二酸化炭素含有ガスは、例えば、空気、燃料を燃焼させて生成する排気ガス、及び前記空気と前記排気ガスの混合ガスがあげられる。前記二酸化炭素含有ガスは、例えば、後述する、二酸化炭素を含む気体の説明を参照することができる。第２反応部４３２は、例えば、後述する、二酸化炭素の固定装置１、２および３における、反応室１１の説明を参照することができる。ガス供給部４３２１は、第２反応部４３２に、二酸化炭素含有ガスを供給できればよく、特に制限されず、例えば、パイプ、ホース等でもよい。
　第２海水供給部４１２は、第２反応部４３２に対し、第１反応部４３１で前記水酸化マグネシウムが回収された後の第２海水を供給する。前記第２海水中には、前記ナトリウムイオン、前記水酸化物イオン、及び、前記カルシウムイオンが存在する。第２海水供給部４１２は、前記第２海水を第２反応部４３２に供給できればよく、特に制限されず、例えば、第１海水供給部４１１と同様である。
　第２反応部４３２において、前記第２海水中の前記ナトリウムイオン、前記水酸化物イオン及び前記カルシウムイオンが前記二酸化炭素含有ガス中の二酸化炭素と反応して、炭酸カルシウムが生成する。
　金属原料回収部４４は、さらに、第２回収部４４２を含む。第２回収部４４２は、生成した前記炭酸カルシウムを回収する。第２反応部４３２において、例えば、前記炭酸カルシウムの沈殿物、および、前記二酸化炭素含有ガスとの接触面での析出物等が生成してもよい。そして、第２回収部４４２は、例えば、前記水酸化マグネシウムの沈殿物を回収してもよいし、フィルター濾過による回収、前記析出物の回収を行ってもよい。
　本実施形態の金属原料製造装置４において、例えば、電気供給部４２は、第３発電部（図示せず）を含んでもよい。前記第３発電部は、燃焼部、発電機、及びガス排気部を含み、前記燃焼部は、燃料を燃焼して熱エネルギーを発生する。前記燃焼部での燃焼は、例えば、石炭、石油、天然ガス、産業廃棄物、及び、バイオマスの燃焼があげられる。前記発電部は、前記熱エネルギーを駆動力に変換して前記発電機を駆動して発電する。前記発電部における、前記熱エネルギーの駆動力への変換は、例えば、燃焼熱により発生した水蒸気によるタービンの回転である。前記ガス排気部は、前記燃焼により生じる二酸化炭素含有ガスを排気し、前記ガス供給部は、排気された前記二酸化炭素含有ガスを第２反応部４３２に供給する。
　本実施形態の金属原料製造装置４は、例えば、さらに、試薬供給部（図示せず）を含んでもよい。前記試薬供給部は、塩化ナトリウム及び塩化カルシウムの少なくとも一つの試薬を前記第１海水及び前記第２海水の少なくとも一方に供給可能である。
　本実施形態の金属原料製造装置４は、例えば、さらに、濃度制御部（図示せず）を含んでもよい。前記濃度制御部は、例えば、前記第１海水及び前記第２海水の少なくとも一方において、前記ナトリウムイオン及び前記水酸化物イオンの濃度を、水酸化ナトリウムの濃度として０．２Ｎ以下に制御する。また、例えば、前記水酸化ナトリウムの濃度を０．０５Ｎ以上に制御する。前記濃度制御部は、例えば、中央演算装置（ＣＰＵ(Central Processing Unit)等）でもよい。
　前記濃度制御部は、例えば、前記第１海水及び前記第２海水の少なくとも一方において、前記塩素イオン及び前記カルシウムイオンの濃度を、塩化カルシウムの濃度として、０．０５ｍｏｌ／Ｌ以上に制御してもよい。
　本実施形態の金属原料製造装置４において、例えば、第２反応部４３２は、さらに、温度制御部（図示せず）を含み、前記温度制御部は、前記第２海水の温度を７０℃以上に制御してもよい。前記温度制御部は、例えば、中央演算装置（ＣＰＵ等）でもよい。
　本実施形態の金属原料製造装置４において、例えば、電気供給部４２は、さらに、蓄電部（図示せず）を含み、前記蓄電部は、蓄電された電気を前記電気分解部に供給してもよい。前記蓄電部に蓄電する電気は、例えば、前記発電部により発電した電気が好ましい。
　前記発電部により発電した電気、および前記蓄電部に蓄電された電気は、前記電気分解に使用する以外に、例えば、ポンプ等の電気を必要とする場合に、使用することもできる。
　本実施形態の金属原料製造装置４は、例えば、さらに、海水淡水化部を含み、前記海水淡水化部は、逆浸透膜及び加圧部を含み、前記加圧部による加圧により、海水を、前記逆浸透膜を透過させることにより、前記海水から淡水及び濃縮海水が生成し、第１反応部４３１及び第２反応部４３２の少なくとも一方に、前記濃縮海水が供給可能でもよい。前記濃縮海水を添加することにより、例えば、海水中の塩化カルシウム濃度を上げることができる。前記海水淡水化部を利用したシステムとすることにより、例えば、砂漠が多い中東地域で有用である。
　本実施形態の金属原料製造装置４において、例えば、前記海水淡水化部の前記加圧部は、ポンプ部を含み、前記ポンプ部は、電気供給部４２により供給される電気により駆動されてもよい。
（金属原料製造方法）
　本実施形態の金属原料製造方法において、前記海水供給工程は、さらに、第２海水供給工程を含む。前記電気分解工程は、さらに、第２反応工程を含む。前記第２反応工程は、ガス供給工程を含む。前記金属原料回収工程は、さらに、第２回収工程を含む。前記第２海水供給工程は、前記第２反応工程に対し、前記第１反応工程で前記水酸化マグネシウムが回収された後の第２海水を供給する。前記第２海水中には、前記ナトリウムイオン、前記水酸化物イオン、及び、前記カルシウムイオンが存在する。前記ガス供給工程は、前記第２反応工程に、二酸化炭素含有ガスを供給する。前記第２反応工程において、前記第２海水中の前記ナトリウムイオン、前記水酸化物イオン及び前記カルシウムイオンが前記二酸化炭素含有ガス中の二酸化炭素と反応して、炭酸カルシウムが生成する。前記第２回収工程は、生成した前記炭酸カルシウムを回収する。これらの点以外は、実施形態１と同様である。
　本実施形態の金属原料製造方法について、図５４を用いて説明する。図５４は、前記金属原料製造方法の一例を示すフローチャートである。本実施形態の金属原料製造方法は、例えば、図５３の金属原料製造装置４を用いて、次のように実施できる。なお、本実施形態の金属原料製造方法は、図５３の金属原料製造装置４の使用には限定されない。図５４のフローチャートは、各工程の処理の順番の一例であり、本発明はこの順番に限定されず、各工程は、金属原料製造を行うことができる範囲で、同時に行ってもよいし、前後させてもよい。
　まず、海水供給部４１により、前記海水供給工程（Ｓ１０１）を行う。前記海水供給工程（Ｓ１０１）は、さらに、第２海水供給工程（Ｓ１０１Ｂ）を含む。前記第２海水供給工程（Ｓ１０１Ｂ）は、第２海水供給部４１２により、前記第２反応工程（Ｓ１０３Ｂ）に対し、前記第１反応工程（Ｓ１０３Ａ）で前記水酸化マグネシウムが回収された後の第２海水を供給する。前記第２海水中には、前記ナトリウムイオン、前記水酸化物イオン、及び、前記カルシウムイオンが存在する。
　また、電気供給部４２により、前記電気供給工程（Ｓ１０２）を行う。前記電気供給工程（Ｓ１０２）は、例えば、第３発電工程を含んでもよい。前記第３発電工）は、燃焼工程、及びガス排気工程を含む。前記燃焼工程は、燃料を燃焼して熱エネルギーを発生する。前記発電工程は、前記熱エネルギーを駆動力に変換して発電機を駆動して発電する。前記ガス排気工程は、前記燃焼により生じる二酸化炭素含有ガスを排気する。前記ガス供給工程（Ｓ１０３Ｂ１）は、排気された前記二酸化炭素含有ガスを前記第２反応工程（Ｓ１０３Ｂ）に供給する。
　また、電気分解部４３により、前記電気分解工程（Ｓ１０３）を行う。前記電気分解工程（Ｓ１０３）は、さらに、第２反応工程（Ｓ１０３Ｂ）を含む。前記第２反応工程（Ｓ１０３Ｂ）は、ガス供給工程（Ｓ１０３Ｂ１）を含む。前記ガス供給工程（Ｓ１０３Ｂ１）は、ガス供給部４３２１により、前記第２反応工程（Ｓ１０３Ｂ）に、二酸化炭素含有ガスを供給する。前記第２反応工程（Ｓ１０３Ｂ）において、第２反応部４３２により、前記第２海水中の前記ナトリウムイオン、前記水酸化物イオン及び前記カルシウムイオンが前記二酸化炭素含有ガス中の二酸化炭素と反応して（Ｓ１０３Ｂ２）、炭酸カルシウムが生成する。
　また、金属原料回収部４４により、前記金属原料回収工程（Ｓ１０４）を行う。前記金属原料回収工程（Ｓ１０４）は、さらに、第２回収工程（Ｓ１０４Ｂ）を含む。前記第２回収工程（Ｓ１０４Ｂ）は、第２回収部４４２により、生成した前記炭酸カルシウムを回収して、終了する（ＥＮＤ）。
　本実施形態の金属原料製造方法は、例えば、さらに、試薬供給工程を含んでもよい。前記試薬供給工程は、塩化ナトリウム及び塩化カルシウムの少なくとも一つの試薬を前記第１海水及び前記第２海水の少なくとも一方に供給可能である。
　本実施形態の金属原料製造方法は、例えば、さらに、濃度制御工程を含んでもよい。前記濃度制御工程は、前記第１海水及び前記第２海水の少なくとも一方において、前記ナトリウムイオン及び前記水酸化物イオンの濃度を、水酸化ナトリウムの濃度として０．２Ｎ以下に制御する。前記濃度制御工程は、例えば、前記水酸化ナトリウムの濃度を０．０５Ｎ以上に制御する。前記濃度制御工程は、例えば、前記第１海水及び前記第２海水の少なくとも一方において、前記塩素イオン及び前記カルシウムイオンの濃度を、塩化カルシウムの濃度として、０．０５ｍｏｌ／Ｌ以上に制御する。
　前記第２反応工程（Ｓ１０３Ｂ）は、例えば、さらに、温度制御工程を含んでもよい。前記温度制御工程は、前記第２海水の温度を７０℃以上に制御する。
　前記電気供給工程（Ｓ１０２）は、例えば、さらに、蓄電工程を含んでもよい。前記蓄電工程は、蓄電された電気を前記電気分解工程に供給する。
　本実施形態の金属原料製造方法は、例えば、さらに、海水淡水化工程を含んでもよい。前記海水淡水化工程は、加圧工程を含む。前記加圧工程による加圧により、海水を、逆浸透膜を透過させることにより、前記海水から淡水及び濃縮海水が生成し、前記第１反応工程及び第２反応工程の少なくとも一方に、前記濃縮海水が供給可能である。前記海水淡水化工程の前記加圧工程は、例えば、ポンプ部による加圧を行い、前記ポンプ部は、前記電気供給工程により供給される電気により駆動される。
［実施形態３］
（二酸化炭素の固定方法）
　本発明の二酸化炭素の固定方法は、接触工程、および電気分解工程を含み、前記接触工程は、水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）、および水酸化カリウム（ＫＯＨ）の少なくとも一方を含み、さらに、第２族元素（アルカリ土類金属）の塩化物、および２価の金属元素の塩化物の少なくとも一方を含む混合液と、二酸化炭素（ＣＯ２）を含む気体とを接触させ、前記電気分解工程は、前記接触後の前記混合液を電気分解することにより、電気分解後混合液とし、前記接触工程において、前記電気分解後混合液を、前記混合液として再利用する。本発明の二酸化炭素の固定方法において、その他の構成及び条件は、特に制限されない。
　前記第２族元素は、ベリリウム、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウム、ラジウムがあげられ、中でも、例えば、カルシウム、マグネシウム、ストロンチウム、バリウムがあげられる。前記第２族元素の塩化物は、例えば、塩化カルシウム、塩化マグネシウム、塩化ストロンチウム、塩化バリウムがあげられる。
　前記２価の金属元素は、特に制限されず、例えば、亜鉛があげられる。前記２価の金属元素の塩化物は、例えば、塩化亜鉛があげられる。
　以下の説明において、前記混合液が、水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）、および水酸化カリウム（ＫＯＨ）の少なくとも一方として、水酸化ナトリウムを含み、前記第２族元素（アルカリ土類金属）の塩化物として、塩化カルシウムを含む場合を例にあげて、説明を行う。ただし、本発明は、これには制限されない。
　以下に、まず、前記接触工程について説明する。前記接触工程は、水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）を含み、さらに、塩化カルシウム（ＣａＣｌ２）を含む混合液と、二酸化炭素（ＣＯ２）を含む気体とを接触させる。前記接触工程において、その他の構成及び条件は、特に制限されない。
　なお、本発明の二酸化炭素の固定方法において、後述するように、前記電気分解工程は、前記接触後の前記混合液を電気分解することにより、電気分解後混合液とする。そして、前記接触工程において、前記電気分解後混合液を、前記混合液として再利用する。
　本発明の二酸化炭素の固定方法によれば、前記接触工程を含むことにより、水酸化ナトリウムおよび塩化カルシウムと、二酸化炭素とを反応させ、炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）を生じさせることで、二酸化炭素を固定することができる。本発明によれば、例えば、固体の状態で、二酸化炭素を固定することができる。これにより、例えば、より安定性の高い状態で、二酸化炭素を固定することができる。また、例えば、取扱いが容易になる。
　前記二酸化炭素を含む気体は、特に制限されず、例えば、燃焼排ガス、室内空気、および大気等があげられる。
　前記二酸化炭素を含む気体における二酸化炭素の濃度は、特に制限されず、例えば、0～100％である。なお、後述するように、本発明によれば、低濃度の二酸化炭素であっても、固定することができる。また、100％の二酸化炭素のバブリングにより、前記混合液において、白色沈殿が形成されることから、本発明は、高濃度の二酸化炭素固定においても、効果を得ることができる。
　前記二酸化炭素を含む気体の温度は、特に制限されず、例えば、０℃以下の低温、大気中の気温や室温の一般的な温度、１００℃未満、および１２０～２００℃の高温でもよい。なお、前記気体の温度は、水の蒸発を防ぐ観点から、低温であってもよい。ただし、本発明は、例えば、前記二酸化炭素を含む気体が高熱であっても、適用することができる。
　前記二酸化炭素を含む気体は、例えば、二酸化炭素以外の物質を含んでいてもよい。前記二酸化炭素以外の物質は、特に制限されず、例えば、ＳＯｘ、ＮＯｘ、Ｏ２、ダスト等があげられる。なお、本発明において、前記混合液は、例えば、基本的に、アルカリ性であることから、前記混合液と酸性の前記物質等とにおいて、中和反応が起こると考えられる。ただし、本発明はこれには制限されない。
　前記混合液は、前述のように、水酸化ナトリウム、および塩化カルシウムを含む。前記混合液の作製方法は、特に制限されず、例えば、低濃度混合があげられる。前記低濃度は、例えば、前記混合前の水酸化ナトリウムの濃度として、5Ｎ未満があげられる。前記低濃度混合によれば、例えば、水酸化カルシウム（Ｃａ（ＯＨ）２）の沈殿の形成を防ぐことができる。前記混合液の作製方法は、具体的には、例えば、0.1Ｎの水酸化ナトリウム溶液、および0.1ｍｏｌ／Ｌの塩化カルシウム溶液を、容器内にそれぞれ入れた後、混合することにより作製することができる。
　前記混合液において、前記水酸化ナトリウムの濃度は、特に制限されず、例えば、0.01Ｎ以上、および0.05Ｎ以上、ならびに、0.2Ｎ以下、0.2Ｎ未満、および0.1Ｎ以下である。なお、前記濃度の単位「Ｎ」は、規定度を示し、水酸化ナトリウムの場合、0.01Ｎは、0.01ｍｏｌ／Ｌである。前記水酸化ナトリウムの濃度が、0.01Ｎ以上、および0.05Ｎ以上であることにより、例えば、より多くの二酸化炭素を固定できる。また、前記水酸化ナトリウムの濃度が、0.2Ｎ未満、および0.1Ｎ以下であることにより、例えば、より多くの二酸化炭素を固定できる。
　なお、後述する実施例において示すように、前記水酸化ナトリウムの濃度が、0.2Ｎ以上では、前記接触において、塩化カルシウムと高濃度の水酸化ナトリウムとの反応により、水酸化カルシウムの沈殿が生じることで、前記接触による炭酸カルシウムの合成量が減少すると考えられる。
　このため、例えば、本発明の二酸化炭素の固定方法は、さらに、濃度調整工程を含み、前記濃度調整工程は、前記混合液のｐＨを検出し、検出された前記ｐＨに基づき、前記混合液における水酸化ナトリウムの濃度を０．２Ｎ以下に維持してもよい。前記ｐＨの検出は、既知のｐＨ検出手段を用いて実施できる。前記濃度調整工程において、前記検出されたｐＨと水酸化ナトリウムの濃度との対応づけは、例えば、予め測定した値を参照して行うことができる。前記予め測定した値は、例えば、滴定曲線を用いて取得することができる。具体的には、一例として、実際に滴定を行ったところ、水酸化ナトリウムの濃度が0.15Ｎの場合、ｐＨ13.00であり、0.20Ｎの場合、ｐＨ13.17であり、0.25Ｎの場合、ｐＨ13.26であり、0.30Ｎの場合、ｐＨ13.32であった。したがって、前記滴定の結果に基づけば、前記濃度調整工程において、例えば、前記ｐＨが、13.17以下である場合、水酸化ナトリウムの濃度が０．２Ｎ以下であると判断することができる。ただし、これには制限されない。前記混合液における水酸化ナトリウムの濃度の調整は、前記混合液に水酸化ナトリウム溶液、および蒸留水を投入する等により実施できる。前記水酸化ナトリウム溶液は、例えば、後述する、前記電気分解工程後の電気分解後混合液でもよい。
　一方、このことは、言い換えると、本発明の二酸化炭素の固定方法によれば、前記混合液において、高濃度の水酸化ナトリウムが含まれる場合でも、塩化カルシウムと前記高濃度の水酸化ナトリウムとの反応により、水酸化カルシウムの沈殿が生じることで、前記混合液における水酸化ナトリウムの濃度を低下させることが可能であることを意味する。したがって、本発明の二酸化炭素の固定方法によれば、例えば、高熱による、高濃度（例えば、0.2Ｎ以上）の水酸化ナトリウムが発生した場合でも、その濃度を低下させることができ、有害な気体の発生を抑制することができる。
　前記混合液において、前記塩化カルシウムの濃度は、特に制限されず、例えば、0.005ｍｏｌ／Ｌ以上、および0.05ｍｏｌ／Ｌ以上、ならびに、0.5ｍｏｌ／Ｌ以下、0.5ｍｏｌ／Ｌ未満、および0.1ｍｏｌ／Ｌ以下である。前記塩化カルシウムの濃度が、前記範囲内であることにより、例えば、より多くの二酸化炭素を固定できる。
　前記混合液の温度は、特に制限されず、例えば、３０～１００℃、７０℃以上、７０℃～８０℃、７０℃である。なお、本発明によれば、前述のように、例えば、高熱による、高濃度（例えば、0.2Ｎ以上）の水酸化ナトリウムが発生した場合でも、その濃度を低下させることができる。このため、本発明は、例えば、前記混合液が高熱であっても、適用することができる。
　前記混合液のｐＨは、特に制限されず、例えば、0.05Ｎの水酸化ナトリウムと0.05ｍｏｌ／Ｌの塩化カルシウムとを含む前記混合液のｐＨは、約１２である。なお、前記濃度調整工程を含む場合、前記ｐＨは、前述の通りである。
　前記接触工程において、前記混合液と、前記二酸化炭素を含む気体とを接触させる方法は、特に制限されず、例えば、前記混合液中に前記気体を送入することにより接触させる、前記混合液を静置または前記混合液に流れを発生させた状態で接触させる、前記混合液を霧状にした状態で接触させる、前記気体を環流させた状態で接触させる等の方法があげられる。「前記混合液に流れを発生させた状態で接触させる」とは、例えば、前記混合液を振とうさせた状態で接触させてもよいし、容器内において、前記混合液を流すことにより接触させてもよい。前記混合液を流す場合、前記混合液を一方向に流してもよいし、環流させてもよい。また、後述するように、液体循環流路およびポンプを含む気液混合手段により接触させてもよい。
前記混合液中に前記気体を送入することにより、前記混合液と前記二酸化炭素を含む気体とを接触させる場合、前記気体を「送入」するとは、例えば、「バブリング」するということもできる。前記バブリングの条件は、特に制限されず、例えば、１０ｍＬの試験管に、３ｍＬの0.1Ｎの水酸化ナトリウム溶液と、３ｍＬの0.1ｍｏｌ／Ｌの前記塩化カルシウム溶液とを入れて混合し、前記混合液に、二酸化炭素（小池工業社製）を用いて、１０秒間（約２０ｃｍ３）、バブリングをすることができる。なお、前記バブリングは、例えば、パスツールピペットの先端から、二酸化炭素を噴出させることができる。また、例えば、水槽生物用のバブリング装置（製品名：ブクブク、コトブキ工芸株式会社製）を用いることができる。また、例えば、バブリング装置（製品名：Micro bubbler（F-1056-002）、フロント工業株式会社製）を用いることができる。前記バブリングを行う時間は、例えば、形成された沈殿が、さらなる反応により消失しない範囲で、適宜設定することができ、例えば、５秒～６０秒間、５秒～４０秒間、５秒～３０秒間、および１～２分間、ならびに、１．５時間、９時間、および１２時間等とすることができる。
　前記接触工程において、前記混合液中に前記気体を送入することにより、前記気体を、バブルにして前記混合液中に送入することができる。前記バブルのサイズ（直径）は、例えば、前記気体を送入する送入口の大きさに応じて決まる。例えば、前記気体を、多孔質構造体から送入する場合、前記バブルのサイズは、前記多孔質構造体の細孔の大きさに応じて決まる。
　前記バブル（泡、気泡）のサイズ、および個数濃度等は、適宜設定でき、特に制限されない。前記バブルのサイズは、例えば、センチメートル、ミリメートル、マイクロメートル、ナノメートルのオーダーにすることができる。前記バブルは、例えば、ファインバブルを含む。前記ファインバブルは、球相当直径が１００μｍ以下のバブルである。前記ファインバブルは、その内訳として、直径が１～１００μｍのバブルであるマイクロバブル、および、直径が１μｍ以下のバブルであるウルトラファインバブル（ナノバブルともいう。）を含む。前記バブルを、ファインバブル等の小さいサイズに設定することにより、例えば、バブルの表面積をより大きくすることができ、前記接触工程における反応を促進することができる。前記バブルを、ファインバブルより大きいサイズに設定することにより、例えば、前記気体の送入に必要なガス圧を低減することができる。
　前記バブルのサイズは、例えば、一般的な方法により測定できる。具体的には、例えば、前記バブルおよび所定のスケールを含む写真を撮影し、前記写真における前記バブルのサイズと前記スケールとを比較することにより、前記バブルのサイズを測定することができる。また、レーザ回折・散乱法、動的光散乱法、粒子軌跡解析法、共振式質量測定法、電気的検知帯法、動的画像解析法、および遮光法等の、粒子径分布測定手法を利用することができる。
　前記接触工程において、前記混合液を静置させた状態で、前記混合液と前記気体とを接触させる場合、前記接触させる条件は、特に制限されず、例えば、容積２Ｌの一般的な形状のペットボトル（市販のもの）内を大気と平衡にした後、前記ペットボトルに、１０ｍＬの前記混合液を入れ、前記ペットボトルを、底面が下になるようにして立てて静置することができる。前記接触時間は、例えば、前記接触後、１５分、３０分、および６０分、ならびにオーバーナイトでの接触とすることができる。
　前記接触工程において、「前記混合液に流れを発生させた状態で、前記混合液と前記気体とを接触させる」とは、例えば、前記混合液を振とうさせた状態で、前記混合液と前記気体とを接触させてもよいし、容器内において、前記混合液を流すことにより、前記混合液と前記気体とを接触させてもよいし、容器内の空間に、前記容器の上部（天井等）等から、前記混合液を添加する（例えば、シャワー状または霧状に添加する）ことにより、前記混合液と前記気体とを接触させてもよい。
　前記接触工程において、前記混合液を振とうさせた状態で、前記混合液と前記気体とを接触させる場合、前記振とうの条件は、特に制限されず、例えば、１０ｍＬの前記混合液を入れた八角柱プラスチックボトル（市販のもの）を、シェイカー（BR-21UM、TAITEK製）を用いて、120ｒｐｍの条件で、振とうすることができる。また、前記振とうの条件は、例えば、５０ｍＬの前記混合液を入れた容積２Ｌの容器を、30秒間の振とうを１回として、１～４回、成人男性の手で、激しく振とうすることができる。前記１～４回の振とうは、例えば、それぞれ、前記接触直後、３０秒後、２分後、５分後、４時間後に行うことができる。
　前記接触工程において、前記混合液を霧状にした状態で、前記混合液と前記気体とを接触させる場合、前記接触させる条件は、特に制限されず、例えば、前記気体を入れた容積２Ｌの容器に、約４ｍＬの前記混合液を、噴霧器（市販のもの）を用いて、５秒間隔で１０回噴霧することができる。前記霧状の前記混合液は、例えば、容器の上部から、前記容器内の空間に、シャワー状または霧状に添加してもよい。
　前記接触工程は、例えば、第１の接触工程および第２の接触工程を含み、前記第１の接触工程は、水酸化ナトリウムを含む溶液と、二酸化炭素を含む気体とを接触させ、前記第２の接触工程は、前記第１の接触工程後、前記溶液に、塩化カルシウムを添加してもよい。
　前記第１の接触工程は、水酸化ナトリウムを含む溶液と、二酸化炭素を含む気体とを接触させる。前記第１の接触工程により、水酸化ナトリウムと二酸化炭素との反応により、炭酸水素ナトリウム（ＮａＨＣＯ３）や炭酸ナトリウム（Ｎａ２ＣＯ３）が生じ、二酸化炭素を固定（吸収）することができる。
　前記第１の接触工程において、塩化カルシウムは未添加である。このため、本発明によれば、前記第１の接触工程において、例えば、高濃度（例えば、0.2Ｎ以上）の水酸化ナトリウムを用いた場合でも、塩化カルシウムとの反応により水酸化カルシウムが生じない。このため、続く前記第２の接触工程において、塩化カルシウムと高濃度の水酸化ナトリウムとの反応により水酸化カルシウムが生じることを防ぐことができ、より多くの二酸化炭素を固定できる。
　前記第１の接触工程によれば、例えば、水酸化ナトリウムの濃度を、0.2Ｎ以下、0.2Ｎ未満、および0.1Ｎ以下にすることができる。これにより、例えば、前記第２の接触工程において、水酸化カルシウムの形成を抑制でき、より多くの二酸化炭素を固定できる。
　前記第１の接触工程において、前記溶液と、二酸化炭素を含む気体とを接触させるための接触手段は、特に制限されず、前述の、前記混合液と、前記二酸化炭素を含む気体とを接触させる方法についての記載を援用することができる。
　前記第２の接触工程は、前記第１の接触工程後、前記溶液に、塩化カルシウムを添加する。前記第２の接触工程により、前記第１の接触工程により生成した炭酸水素ナトリウムや炭酸ナトリウムと塩化カルシウムとを反応させることにより、炭酸カルシウムを生じさせ、二酸化炭素を固定することができる。
　前記第２の接触工程において、前記二酸化炭素を含む気体との接触を終了させてもよい。また、前記二酸化炭素を含む気体と接触させながら、前記第２の接触工程を行ってもよい。
　前記第２の接触工程において、前記添加後の混合液における、前記塩化カルシウムの濃度は、特に制限されず、例えば、0.005ｍｏｌ／Ｌ以上、および0.05ｍｏｌ／Ｌ以上、ならびに、0.5ｍｏｌ／Ｌ以下、0.5ｍｏｌ／Ｌ未満、および0.1ｍｏｌ／Ｌ以下である。前記塩化カルシウムの濃度が、前記範囲内であることにより、例えば、より多くの二酸化炭素を固定できる。
　前記第２の接触工程において、前記添加後の混合液のｐＨは、特に制限されず、例えば、0.05Ｎの水酸化ナトリウムと0.05ｍｏｌ／Ｌの塩化カルシウムとを含む前記混合液のｐＨは、約１２である。
　本発明の二酸化炭素の固定方法は、例えば、さらに、希釈工程を含み、前記希釈工程は、前記第１の接触工程後、前記溶液を希釈してもよい。前記希釈する方法は、特に制限されず、例えば、蒸留水を添加することができる。前記希釈の割合は、適宜設定でき、例えば、１／１０に希釈することができる。前記希釈工程により、例えば、水酸化ナトリウムの濃度を、0.2Ｎ以下、0.2Ｎ未満、および0.1Ｎ以下にすることができる。
　本発明の二酸化炭素の固定方法は、例えば、さらに、温度保持工程を含み、前記温度保持工程は、前記混合液の温度を高温となるように保持可能である。前記高温は、例えば、７０～１００℃、７０℃～８０℃、７０℃以上、７０℃である。前記温度保持工程は、一般的な加温装置等により実施できる。
　本発明の二酸化炭素の固定方法は、例えば、さらに、冷却工程を含み、前記冷却工程は、前記接触工程後、前記混合液を冷却してもよい。前記冷却工程において、例えば、高温の前記混合液を、５℃～常温に冷却することができる。前記高温は、例えば、前述の通りである。前記冷却工程は、一般的な冷却装置等により実施できる。
　本発明の二酸化炭素の固定方法は、例えば、さらに、生成物回収工程を含み、前記生成物回収工程は、前記接触工程後、前記混合液中の反応生成物を回収してもよい。前記反応生成物は、例えば、炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）である。前記生成物回収工程は、例えば、固体の炭酸カルシウムを回収することができる。前記生成物回収工程は、例えば、フィルター等により、濾過してもよい。前記フィルターは、特に制限されず、例えば、無漂白コーヒーフィルター（カナエ紙工株式会社製）があげられる。
　なお、本発明者は、前記接触工程により生じた前記反応生成物が、反応容器や前記気液混合手段等に、固着する傾向があることを見出した。このため、前記生成物回収工程は、前記固着した前記反応生成物を混合液中に混在化させる混在化工程、および前記混在化させた反応生成物を分離する分離工程を含んでもよい。前記混在化工程は、例えば、前記反応生成物をかき取ってもよいし、前記反応生成物を薬剤（例えば、塩酸（ＨＣｌ））等により可溶化してもよい。
　前記接触工程において、水酸化ナトリウム、および塩化カルシウムを含む混合液と、二酸化炭素を含む気体とを接触させるための接触手段は、後述する、固定化二酸化炭素の製造装置の記載を援用することができる。
　つぎに、前記電気分解工程について説明する。前記電気分解工程は、前記接触後の前記混合液を電気分解することにより、電気分解後混合液とする。前記電気分解工程において、その他の構成及び条件は、特に制限されない。
　本発明の二酸化炭素の固定方法によれば、前記電気分解工程を含むことにより、前記接触工程において生じた塩化ナトリウム（ＮａＣｌ）を電気分解し、水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）を生成することができる。そして、水酸化ナトリウムを含む前記電気分解後混合液を、前記接触工程において再利用することにより、循環型の二酸化炭素の固定方法とすることができる。
　前記電気分解工程は、前記接触工程において生じた塩化ナトリウム（ＮａＣｌ）を電気分解できればよく、条件等は、特に制限されず、例えば、後述する実施例の記載を参照することができる。前記電気分解工程は、前記混合液に電圧をかけることで、陰極で還元反応、陽極で酸化反応を起こし、前記混合液中の塩化ナトリウムを化学分解することができる。そして、陽極付近において塩素（Ｃｌ２）が生じ、陰極付近において水素（Ｈ２）が生じ、前記電気分解後混合液中には水酸化ナトリウムが生成される。
　前記電気分解工程は、例えば、太陽光発電により発電された電力を利用して前記電気分解を行ってもよい。
　本発明の二酸化炭素の固定方法は、さらに、発電工程を含み、前記発電工程は、太陽光発電を行ってもよい。そして、前記電気分解工程において、前記発電工程により発電された電力を利用して前記電気分解を行ってもよい。
　本発明の二酸化炭素の固定方法は、さらに、第１の蓄電工程を含み、前記第１の蓄電工程は、前記電気分解工程において発生した水素（Ｈ２）を水素燃料電池に供給してもよい。そして、前記電気分解工程において、前記第１の蓄電工程により水素が供給された前記水素燃料電池の電力を利用して、前記電気分解を行ってもよい。
　本発明の二酸化炭素の固定方法は、さらに、第２の蓄電工程を含み、前記第２の蓄電工程は、前記太陽光発電により発電された電力を蓄電池に供給してもよい。そして、前記電気分解工程において、さらに、前記第２の蓄電工程により電力が供給された前記蓄電池の電力を利用して、前記電気分解を行ってもよい。「蓄電池」は、例えば、「二次電池」ともいう。
　本発明の二酸化炭素の固定方法は、さらに、切替工程を含み、前記切替工程は、前記電気分解工程において利用する電力の切替えを行ってもよい。前記切替えは、前記太陽光発電により発電された電力、前記水素燃料電池の電力、前記蓄電池の電力からなる群から選択される１つまたは２～３つの組合せのいずれかへの切替えである。前記切替えは、前記太陽光発電により発電された電力への切替え、前記水素燃料電池の電力への切替え、前記蓄電池の電力への切替え、前記太陽光発電により発電された電力および前記水素燃料電池の電力への切替え、前記水素燃料電池の電力および前記蓄電池の電力への切替え、前記太陽光発電により発電された電力および前記蓄電池の電力への切替え、ならびに、前記太陽光発電により発電された電力、前記水素燃料電池の電力および前記蓄電池の電力への切替え、のいずれかへの切替えである。
　前記切替工程は、所定の条件に基づき、前記切替えを行うことができる。前記所定の条件は、例えば、照度、時間帯、および前記太陽光発電により発電された電力量等があげられる。これにより、例えば、照度が低い場合、時間帯が夜間である場合、および前記太陽光発電により発電された電力量が少ない場合等に、前記電気分解工程において、前記水素燃料電池の電力、および前記蓄電池の電力を利用して、前記電気分解を行うことができる。
　太陽光発電により発電された電力、水素燃料電池に蓄電された電力、および前記蓄電池の電力は、例えば、前記電気分解以外の電力として用いられてもよい。具体的には、例えば、前記接触工程における前記気体の送入（バブリング）、ポンプの駆動、前記混合液の振とう、およびフィルターによる濾過等に用いられてもよい。また、後述する制御部による、二酸化炭素の固定装置の制御等に用いられてもよい。
　実施形態４の説明にて後述するように、本発明の二酸化炭素の固定方法において、太陽光発電により発電された電力、および水素燃料電池に蓄電された電力を利用することにより、持続可能な開発目標(ＳＤＧｓ、Sustainable Development Goals)（2015年9月の国連サミットで採択された目標）を達成するための、二酸化炭素の総量削減に向けた国際的な取り組みにおいて、より優れた効果を発揮することができる。
　前記電気分解工程において、前記接触後の前記混合液を電気分解することにより、電気分解後混合液とする電気分解手段は、後述する、二酸化炭素の固定装置の記載を援用することができる。なお、後述する、二酸化炭素の固定装置において、電解室が、隔壁により、陽極室および陰極室に分けられている場合を示す。ただし、これには制限されず、前記電気分解手段は、隔壁（隔膜）を用いない形態でもよい。具体的には、例えば、人体への影響を考慮したうえで、隔膜を用いずに、陰極に水銀を用いることも可能である。
　そして、本発明の二酸化炭素の固定方法は、前述のように、前記接触工程において、前記電気分解後混合液を、前記混合液として再利用する。
　前記接触工程において、前記電気分解後混合液を、前記混合液として再利用するための構成は、特に制限されず、後述する、固定化二酸化炭素の製造装置の記載を参照することができる。
　前記接触工程、および、前記電気分解工程は、例えば、まず、前記接触工程を実施し、つぎに、前記電気分解工程を実施し、その後、前記接触工程において、前記電気分解後混合液を再利用してもよい。この場合、例えば、まず、１回目の前記接触工程において、水酸化ナトリウムを含み、さらに、塩化カルシウムを含む混合液と、二酸化炭素を含む気体とを接触させる。つぎに、前記電気分解工程において、前記接触後の前記混合液を電気分解することにより、電気分解後混合液とする。その後、２回目の前記接触工程において、前記電気分解後混合液を、前記混合液として再利用する。
　本発明の二酸化炭素の固定方法は、例えば、さらに、前記接触工程の前に、塩化ナトリウム溶液を電気分解することにより、水酸化ナトリウムを生成する電気分解工程を含んでもよい。この場合、例えば、まず、前記塩化ナトリウムを電気分解する工程により、水酸化ナトリウムを生成し、その後、前記接触工程、および前記電気分解工程を、前述のようにして行うことができる。この場合、本発明の二酸化炭素の固定方法によれば、水酸化ナトリウムを用意することなく、二酸化炭素を固定し、炭酸カルシウム、水素、および塩素にすることができる。
　前記各工程は、前記順番で行ってもよいし、並行して行ってもよい。前記各工程は、例えば、繰り返し行うことができる。
　前記各工程において、例えば、次の工程に進むか否かの判定を行ってもよい。前記判定は、特に制限されず、例えば、前記二酸化炭素固定剤や気体中における、所定の物質（例えば、水酸化ナトリウム、二酸化炭素、水素、塩素）の濃度、ｐＨ、濁度、電圧、および水圧等の測定値、ならびに経過時間等に基づき、行うことができる。前記判定は、コンピュータにより行ってもよいし、作業者によるものでもよい。次の工程に進む場合、例えば、後述する、ポンプ５３、７０および８１、流量調整手段５４、６４および８２、陽極１２１Ａおよび陰極１２１Ｂ、二酸化炭素固定剤投入手段２０Ａ～Ｃ、ならびに気体送入手段３０等を、コンピュータおよび作業者等により、操作することができる。
（固定化二酸化炭素の製造方法）
　本発明の固定化二酸化炭素の製造方法は、前述のように、二酸化炭素を固定化する固定化工程を含み、前記固定化工程が、本発明の二酸化炭素の固定方法により実施される。本発明の固定化二酸化炭素の製造方法は、前記固定化工程を含むことが特徴であって、その他の工程および条件は、特に制限されない。本発明の二酸化炭素の固定方法は、前述の通りである。前記固定化工程の条件等は、特に制限されず、例えば、本発明の二酸化炭素の固定方法における記載と同様である。
［実施形態４］
（二酸化炭素の固定装置）
　図１は、本実施形態の二酸化炭素の固定装置１を横方向から見た場合の一例を示す模式断面図である。なお、図１において、二酸化炭素の固定装置１の内部を透視的に図示している。図１に示すように、二酸化炭素の固定装置１は、反応容器１０、二酸化炭素固定剤投入手段２０Ａおよび２０Ｂ、ならびに気液混合手段として、気体送入手段３０を含む。また、二酸化炭素の固定装置１は、気体取出部４０Ａ～Ｃ、および液体取出部５０を含む。図１において、反応容器１０に、後述する二酸化炭素固定剤が収容されている。また、気体送入手段３０から、反応室１１内の前記二酸化炭素固定剤中に、二酸化炭素を含む気体を送入している。さらに、電解室１２において、前記二酸化炭素固定剤の電気分解を行っており、これにより、陽極１２１Ａ、および陰極１２１Ｂから、それぞれ、気体の泡が発生している。
　図１に示すように、反応容器１０は、反応室１１、および電解室１２を含む。電解室１２は、陽極室１２Ａ、および陰極室１２Ｂを含む。本実施形態において、陽極室１２Ａ、および陰極室１２Ｂは、隔壁１３Ａおよび隔壁１３Ｂにより分けられており、隔壁１３Ａと隔壁１３Ｂとの間が反応室１１になっている。また、陽極室１２Ａ、反応室１１、および陰極室１２Ｂは、隔壁１３Ａおよび隔壁１３Ｂの非設置部分において、接続している。これにより、反応室１１から陽極室１２Ａおよび陰極室１２Ｂに、ならびに、陽極室１２Ａおよび陰極室１２Ｂから反応室１１に、それぞれ送液可能である。なお、本実施形態の二酸化炭素の固定装置１において、電解室１２が、反応室１１を含むということもできる。
　本実施形態の二酸化炭素の固定装置１は、前記構成であることにより、反応室１１において、前記二酸化炭素固定剤と二酸化炭素とを反応させ、反応室１１から電解室１２に、前記反応後の前記二酸化炭素固定剤を送液可能であり、電解室１２において、前記反応後の前記二酸化炭素固定剤を電気分解し、前記電気分解後の前記二酸化炭素固定剤を、電解室１２から反応室１１に送液可能であり、反応室１１において、前記電気分解後の前記二酸化炭素固定剤を、前記二酸化炭素固定剤として再利用可能である。
　反応容器１０は、反応室１１において二酸化炭素固定剤を収容可能であり、電解室１２において前記反応後の前記二酸化炭素固定剤を電気分解可能であればよく、特に制限されない。反応容器１０の材質は、例えば、プラスチック、ガラス、セラミックス等があげられる。反応容器１０の材質、容量、大きさ、高さ、および形状等は、適宜設定できる。
　前記二酸化炭素固定剤は、例えば、水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）、および水酸化カリウム（ＫＯＨ）の少なくとも一方を含む液体である。前記水酸化ナトリウム、および水酸化カリウムの少なくとも一方は、例えば、水酸化ナトリウムである。また、前記二酸化炭素固定剤は、例えば、塩化ナトリウム（ＮａＣｌ）、および塩化カリウム（ＫＣｌ）の少なくとも一方を含む液体でもよい。この場合、電気分解により、それぞれ、水酸化ナトリウム、および水酸化カリウムを生成できる。
　前記二酸化炭素固定剤は、第１固定剤として、水酸化ナトリウム、および水酸化カリウムの少なくとも一方を含み、さらに、第２固定剤として、第２族元素（アルカリ土類金属）の塩化物、および２価の金属元素の塩化物の少なくとも一方を含んでもよい。前記第２族元素の塩化物、および２価の金属元素の塩化物の少なくとも一方は、例えば、塩化カルシウム（ＣａＣｌ２）である。
　電解室１２は、陽極室１２Ａ、および陰極室１２Ｂを含む。陽極室１２Ａ、および陰極室１２Ｂは、それぞれ、陽極１２１Ａ、および陰極１２１Ｂが設けられている。陽極１２１Ａ、および陰極１２１Ｂは、特に制限されず、例えば、白金コーテッドチタン網目電極（田中金属社製）を用いることができる。陽極１２１Ａ、および陰極１２１Ｂは、それぞれ、導線により、電源装置（図示せず）に接続されている。前記電源装置は、後述する、太陽光発電装置１００があげられる。また、例えば、整流器YG-1502D+（YAOGONG社製）、および直流電源装置、STP３０１０Ｈ、深セン天源電源株式会社製等を用いることができる。
　電解室１２は、例えば、太陽光発電により発電された電力を利用して前記電気分解可能であってもよい。
　二酸化炭素の固定装置１は、図４８に示すように、さらに、太陽光発電装置１００を含んでもよい。そして、電解室１２において、太陽光発電装置１００により発電された電力を利用して前記電気分解可能であってもよい。太陽光発電装置１００は、特に制限されず、既知の太陽光発電装置を用いることができる。
　二酸化炭素の固定装置１は、図４９（Ａ）および（Ｂ）に示すように、さらに、水素燃料電池２００を含んでもよい。そして、電解室１２において発生した水素（Ｈ２）を、水素燃料電池２００に供給可能であり、電解室１２において、水素燃料電池２００の電力を利用して、前記電気分解可能であってもよい。水素燃料電池２００は、特に制限されず、既知の水素燃料電池を用いることができる。
　二酸化炭素の固定装置１が、太陽光発電装置１００および水素燃料電池２００を含むことにより、例えば、図４９（Ａ）に示すように、日中は、太陽光発電装置１００により発電された電力を利用して、電解室１２において前記電気分解を行い、且つ、前記電気分解により発生した水素を水素燃料電池２００に供給し、図４９（Ｂ）に示すように、夜間や太陽光が十分でない場合は、水素燃料電池２００に蓄電された電力を利用して、電解室１２において前記電気分解を行うことができる。
　二酸化炭素の固定装置１は、図５０（Ａ）および（Ｂ）に示すように、さらに、蓄電池３００を含んでもよい。そして、図５０（Ａ）に示すように、前記太陽光発電により発電された電力を蓄電池３００に供給可能であり、図５０（Ｂ）に示すように、電解室１２において、さらに、蓄電池３００の電力を利用して、前記電気分解可能であってもよい。蓄電池３００は、特に制限されず、既知の蓄電池を用いることができる。
　二酸化炭素の固定装置１が、太陽光発電装置１００および蓄電池３００を含むことにより、例えば、図５０（Ａ）に示すように、日中は、太陽光発電装置１００により発電された電力を利用して、電解室１２において前記電気分解を行い、且つ、前記太陽光発電により発電された電力を蓄電池３００に供給し、図５０（Ｂ）に示すように、夜間や太陽光が十分でない場合は、蓄電池３００に蓄電された電力を利用して、電解室１２において前記電気分解を行うことができる。
　二酸化炭素の固定装置１は、さらに、切替部（図示せず）を含んでもよい。後述する制御部が、例えば、前記切替部として機能することができる。そして、前記切替部は、電解室１２において利用する電力の切替えを行ってもよい。前記切替えは、前記太陽光発電により発電された電力、前記水素燃料電池の電力、前記蓄電池の電力からなる群から選択される１つまたは２～３つの組合せのいずれかへの切替えである。前記切替えは、前記太陽光発電により発電された電力への切替え、前記水素燃料電池の電力への切替え、前記蓄電池の電力への切替え、前記太陽光発電により発電された電力および前記水素燃料電池の電力への切替え、前記水素燃料電池の電力および前記蓄電池の電力への切替え、前記太陽光発電により発電された電力および前記蓄電池の電力への切替え、ならびに、前記太陽光発電により発電された電力、前記水素燃料電池の電力および前記蓄電池の電力への切替え、のいずれかへの切替えである。前記切替部は、例えば、図４９（Ａ）および（Ｂ）、ならびに図５０（Ａ）および（Ｂ）のいずれの経路により電力を供給するかを切替えることができる。
　前記切替部は、所定の条件に基づき、前記切替えを行うことができる。前記所定の条件は、例えば、照度、時間帯、および前記太陽光発電により発電された電力量等があげられる。
　太陽光発電装置１００、水素燃料電池２００、蓄電池３００からの送電は、それぞれ、既知の電線等の手段により行うことができる。太陽光発電装置１００、水素燃料電池２００、蓄電池３００から、それぞれ、例えば、反応容器１０の電極室１２内に設けられた陽極１２１Ａ、および陰極１２１Ｂに、電力が供給される。
　二酸化炭素の固定装置１は、例えば、太陽光発電装置１００と、反応容器１０、二酸化炭素固定剤投入手段２０、および気体送入手段３０を含む装置と、水素燃料電池２００と、蓄電池３００とが、電気的に接続可能なシステムでもよいし、前記各部を含む、１つの二酸化炭素の固定装置でもよい。
　二酸化炭素の固定装置１は、例えば、さらに、二酸化炭素の固定装置１の全体の制御を担う制御部として、中央演算装置（ＣＰＵ等）を含んでもよい。
　太陽光発電により発電された電力、水素燃料電池に蓄電された電力、および蓄電池に蓄電された電力は、例えば、前記電気分解以外の電力として用いられてもよい。具体的には、例えば、気体送入手段３０からの前記気体の送入（バブリング）、後述するポンプ７０の駆動、前記混合液の振とう、フィルター５１による濾過、および、前記制御部による、二酸化炭素の固定装置の制御等に用いられてもよい。
　二酸化炭素の固定装置１が、太陽光発電により発電された電力を利用することにより、例えば、二酸化炭素の排出を伴う電力を使用せずに二酸化炭素の固定を行うことができるため、より効果的に二酸化炭素の低減を図ることができる。また、送電設備の無い場所であっても、二酸化炭素の固定を行うことができる。
　さらに、二酸化炭素の固定装置１が、太陽光発電により発電された電力、および水素燃料電池に蓄電された電力を利用することにより、前記太陽光発電により発電された電力を利用することによる効果に加えて、さらに、例えば、日中、太陽光発電装置１００により過剰に生産された電力についても、ピークカットにより無駄にすることなく、蓄電することができ、また、夜間等においても、二酸化炭素の固定を行うことができる。
　このように、二酸化炭素の固定装置１が、太陽光発電により発電された電力、および水素燃料電池に蓄電された電力を利用することにより、持続可能な開発目標(ＳＤＧｓ、Sustainable Development Goals)（2015年9月の国連サミットで採択された目標）を達成するための、二酸化炭素の総量削減に向けた国際的な取り組みにおいて、より優れた効果を発揮することができる。
　隔壁１３Ａおよび隔壁１３Ｂは、特に制限されず、例えば、プラスチック、セラミックス、およびガラス等があげられる。なお、本実施形態において、前述のように、隔壁１３Ａおよび隔壁１３Ｂは、非設置部分があり、前記非設置部分において、陽極室１２Ａ、反応室１１、および陰極室１２Ｂが接続している。ただし、これには制限されず、隔壁１３Ａおよび隔壁１３Ｂをイオン交換膜により形成する場合等においては、前記非設置部分を設けなくてもよい。
　二酸化炭素固定剤投入手段２０Ａおよび２０Ｂは、反応容器１０に、前記二酸化炭素固定剤を投入可能である。二酸化炭素固定剤投入手段２０Ａおよび２０Ｂは、パイプ、ホース等でもよい。また、二酸化炭素固定剤投入手段２０Ａおよび２０Ｂは、反応容器１０の開口であり、前記開口から、例えば、作業者等により、前記二酸化炭素固定剤を投入可能でもよい。
　本実施形態において、二酸化炭素固定剤投入手段２０Ａは、陽極室１２Ａの上部に設けられ、二酸化炭素固定剤投入手段２０Ｂは、陽極室１２Ａの下部に設けられている。ただし、これらには制限されない。また、二酸化炭素の固定装置１は、１つの二酸化炭素固定剤投入手段２０を含んでもよい。
　また、本実施形態において、二酸化炭素固定剤投入手段２０Ａおよび２０Ｂは、陽極室１２Ａ側に設けられている。ただし、これには制限されず、例えば、二酸化炭素固定剤投入手段２０Ａおよび２０Ｂは陰極室１２Ｂ側に設けられていてもよい。
　本実施形態の二酸化炭素の固定装置１において、一例として、二酸化炭素固定剤投入手段２０Ａから塩化ナトリウムを投入し、二酸化炭素固定剤投入手段２０Ｂから塩化カルシウムを投入することができる。ただし、これには制限されず、二酸化炭素固定剤投入手段２０Ａおよび２０Ｂは、前述の二酸化炭素固定剤の少なくともいずれかを投入することができればよい。また、後述するように、蒸留水等の水を投入可能でもよい。
　前述のように、本実施形態の二酸化炭素の固定装置１は、前記気液混合手段として、気体送入手段３０を含む。気体送入手段３０は、図１に示すように、反応室１１内に挿入され、挿入端部３１において複数の孔が設けられており、前記複数の孔から、反応室１１内の前記二酸化炭素固定剤中に、二酸化炭素を含む気体を送入可能である。これにより、前記二酸化炭素固定剤に、前記気体を混合することができる。
　気体送入手段３０の材質、長さ、太さ、および形状等は、適宜設定できる。気体送入手段３０は、例えば、パイプ、ホース等の管状構造があげられる。
　挿入端部３１は、例えば、プラスチック、セラミックス、金属、ガラス、および多孔質材料により形成できる。前記多孔質材料としては、例えば、エアストーンがあげられる。前記複数の孔の個数、大きさ、および形状は、特に制限されず、所望の反応速度、および前記気体のガス圧等に応じて、適宜設定できる。
　本実施形態において、挿入端部３１は、反応室１１の下部に設けられている。前記「下部」は、前記液面よりも下であり、例えば、第１反応容器１０内の空間の下半分の位置等があげられる。挿入端部３１が、例えば、より下部に設けられることで、挿入端部３１と液面との距離がより大きくなることで、挿入端部３１から送入された前記気体が液面に到達するまでの距離がより長くなり、反応量を増やすことができる。
　挿入端部３１は、例えば、撥水剤、および電気的に陰性の材料の少なくとも一方によりコーティングされている。前記撥水剤は、防水剤ということもできる。前記撥水剤は、炭酸イオン（ＣＯ３ ２－）を嫌う性質がある。前記電気的に陰性の材料は、例えば、マイナスチャージしたイオン交換樹脂があげられる。挿入端部３１の前記コーティングは、例えば、フッ素樹脂系防水スプレー（製品名　ロックタイト、品番DBS-422、ヘンケルジャパン株式会社製）を用いて、挿入端部３１に対して数回スプレーし、３０分ほど放置することができる。前記コーティングにより、挿入端部３１付近に反応生成物が固着することを防ぐことができ、前記反応生成物の固着による反応の抑制を防ぐことができる。なお、前記反応生成物の固着による反応の抑制は、二酸化炭素を含む気体と、塩化カルシウムを含まない水酸化ナトリウム溶液とを接触させる場合には、問題とはならない。一方、溶液中に水酸化ナトリウムと塩化カルシウムが共存する状態では、二酸化炭素を含む気体と前記溶液との接触により、二酸化炭素と水酸化物イオン（ＯＨ－）とが反応し、これにより生じた炭酸イオン（ＣＯ３ ２－）がさらにカルシウムイオン（Ｃａ２＋）と反応することにより、炭酸カルシウムが生じる。そして、これらの反応が速い反応であることから、挿入端部３１付近に前記反応生成物が固着すると考えられる。このような、前記反応生成物の固着は、本発明者が独自に見出した問題である。
　前記気液混合手段は、反応室１１に収容された前記二酸化炭素固定剤に、二酸化炭素を含む気体を混合可能であればよく、特に制限されない。前記気液混合手段のその他の例については、後述する。
　気体取出部４０Ａ～Ｃは、それぞれ、陽極室１２Ａ、反応室１１、および陰極室１２Ｂから気体を取出すことができる。気体取出部４０Ａ～Ｃは、パイプ、ホース等でもよいし、反応容器１０の開口でもよい。陽極室１２Ａ、および陰極室１２Ｂの気体取出部４０ＡおよびＢからは、例えば、それぞれ、塩素（Ｃｌ２）、および水素（Ｈ２）を取出すことができる。反応室１１の気体取出部４０Ｃからは、例えば、前記二酸化炭素固定剤との前記接触により、二酸化炭素が除去された前記二酸化炭素を含む気体が、排出される。
　液体取出部５０は、反応容器１０に含まれる反応後の前記二酸化炭素固定剤、および反応生成物等を取出すことができる。液体取出部５０は、図１に示すように、反応容器１０の底部における傾斜面であり、前記傾斜面の最下部に、パイプ、ホース等が接続されている。ただし、これには制限されず、液体取出部５０は、前記二酸化炭素固定剤、および反応生成物等を取出すことができればよい。前記生成物は、例えば、前述のように、炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）、および水酸化カルシウム（Ｃａ（ＯＨ）２）があげられる。
　本実施形態において、液体取出部５０は、フィルター５１を含む。フィルター５１は、例えば、フィルタープレス方式と呼ばれる、濾布を積層させて圧力を掛けて濾す装置、および、濾過器の中に濾布またはカートリッジを入れて濾す装置等でもよい。フィルター５１は、例えば、１μｍ以上、および１μｍの濾過度のものを用いることができる。フィルター５１は、具体的には、例えば、無漂白コーヒーフィルター（カナエ紙工株式会社製）があげられる。炭酸カルシウムは、前述のように、固体であることから、例えば、液体取出部５０がフィルター５１を含むことで、固体の前記反応生成物を前記二酸化炭素固定剤から分離して取得することができる。
（変形例１）
　本変形例の二酸化炭素の固定装置１は、図２に示すように、前記気液混合手段として、液体循環流路６０、およびポンプ７０を含む。液体循環流路６０は、液体吸込端部６１および液体放出端部６２を含み、液体吸込端部６１は、陰極室１２Ｂに接続されており、液体放出端部６２は、反応室１１内に挿入されており、ポンプ７０により、前記二酸化炭素固定剤を液体吸込端部６１から吸込み、前記吸込んだ二酸化炭素固定剤を、液体放出端部６２から放出可能である。
　液体循環流路６０は、特に制限されず、例えば、パイプ、ホース等があげられる。
　本変形例において、液体循環流路６０は、さらに、気液混合部材として、アスピレーター６３を含み、アスピレーター６３により、液体循環流路６０を流れる液体に、二酸化炭素を含む気体を混合可能である。なお、本変形例において、アスピレーター６３が、液体放出端部６２を兼ねている。アスピレーター６３は、液体の噴流を利用して、前記液体に、前記気体を巻き込むことができる。アスピレーター６３は、例えば、前記気体を取込むためのホースを取付けたものでもよい。アスピレーター６３は、具体的には、例えば、アスピレーター（水流ポンプ）金属製（品番1-689-02、アズワン社製）、およびアスピレーター（水流ポンプ）金属製（品番1-689-04、アズワン社製）等があげられる。前記気液混合部材は、特に制限されず、例えば、ミキサー等でもよい。図２において、アスピレーター６３に接続したホースにより、外部から、二酸化炭素を含む気体を取込むことができる。そして、アスピレーター６３により、前記取込んだ気体を、前記吸込んだ二酸化炭素固定剤に混合することができる。
　本変形例において、液体循環流路６０は、流量調整手段６４を含む。流量調整手段６４は、特に制限されず、例えば、コック、バルブ等があげられる。
　本変形例において、液体吸込端部６１は、陰極室１２Ｂ側に設けられている。ただし、これには制限されず、例えば、液体吸込端部６１は、陽極室１２Ａ側に設けられていてもよい。
　液体吸込端部６１は、例えば、濾過手段を含んでもよい。前記濾過手段は、前記二酸化炭素固定剤に含まれる固体成分を除去可能である。前記濾過手段は、前記二酸化炭素固定剤に含まれる固体成分を除去可能であればよく、特に制限されない。前記濾過手段は、例えば、液体循環流路６０のパイプの径等に合わせて、市販のストレーナー等を適宜使用することができる。これにより、例えば、比較的大きな浮遊物や固化した沈殿物等の液体循環流路６０への流入を防止し、ポンプ７０の故障（インペラーの破損等）を防止することができる。
　前述のように、本変形例において、アスピレーター６３が、液体放出端部６２を兼ねている。ただし、これには制限されず、アスピレーター６３が、液体循環流路６０の途中に設けられていてもよい。この場合、液体放出端部６２は、例えば、プラスチック、セラミックス、金属、ガラス、および多孔質材料により形成できる。また、液体循環流路６０の端部でもよい。
　液体放出端部６２は、例えば、反応室１１の上部から、反応室１１内に、シャワー状または霧状に前記二酸化炭素固定剤を放出してもよい。前記シャワー状または霧状に放出する構成としては、一般的なスプレー等を用いることができる。
　本変形例において、液体放出端部６２は、反応室１１の上部に設けられている。前記「上部」は、前記液面よりも上であり、例えば、第１反応容器１０内の空間の上半分の位置等があげられる。ただし、これには制限されず、例えば、液体放出端部６２が、反応室１１の下部に設けられ、前記吸込んだ液体を、反応室１１に収容された前記二酸化炭素固定剤中に、放出可能でもよい。
　液体放出端部６２は、例えば、複数の孔が設けられており、前記複数の孔から、反応室１１内の前記二酸化炭素固定剤中に、前記二酸化炭素固定剤を放出可能でもよい。前記複数の孔の個数、大きさ、および形状は、特に制限されず、所望の反応速度、および前記放出される液体の圧力等に応じて、適宜設定できる。
　また、液体放出端部６２は、例えば、反応室１１に収容された前記二酸化炭素固定剤中に、前記気体を水平方向に噴射可能でもよい。これにより、例えば、前記噴射された二酸化炭素固定剤と反応室１１内の前記二酸化炭素固定剤との接触時間をより長くすることができる。
　ポンプ７０は、例えば、液体循環流路６０を流れる液体に圧力を加えることができる。ポンプ７０は、特に制限されず、一般的なものを使用することができる。
　なお、本変形例において、液体循環流路６０は、アスピレーター６３を含まなくてもよい。この場合、例えば、前記吸込んだ二酸化炭素固定剤を、液体放出端部６２から、反応室１１内に収容された前記二酸化炭素固定剤の液面に勢いよく噴出させることで、前記噴出された前記二酸化炭素固定剤に、第１反応容器１０内に存在する前記気体が巻き込まれるため、前記二酸化炭素固定剤と前記気体とを混合することができる。
　前記吸込んだ二酸化炭素固定剤を勢いよく噴出するための構成は、上記液体放出端部６２の構成に代えて、または加えて、例えば、ポンプ７０により加える圧力を高くする、液体放出端部６２の噴出口の大きさを小さくする等により、適宜設定することができる。
　また、この場合、二酸化炭素の固定装置１は、第１反応容器１０内に前記気体を取入れるための気体取入手段を含んでもよい。前記気体取入手段は、第１反応容器１０に設けられた開口でもよいし、パイプ、ホース等でもよい。前記気体取入手段は、例えば、前記気体を反応室１１内に取入れることができる。
（変形例２）
　本変形例の二酸化炭素の固定装置１は、図３（Ａ）に示すように、液体取出部５０が、さらに、液体放出部５２、ポンプ５３、流量調整手段５４を含む。液体放出部５２は、反応室１１内に挿入されており、ポンプ５３により、前記二酸化炭素固定剤を液体取出部５０から吸込み、前記吸込んだ二酸化炭素固定剤を、液体放出部５２から放出可能である。
　液体放出部５２は、前記吸込んだ二酸化炭素固定剤を放出可能であればよく、特に制限されない。液体放出部５２は、例えば、変形例１における、液体放出端部６２の記載を参照することができる。
　ポンプ５３、および流量調整手段５４は、それぞれ、例えば、変形例１における、ポンプ７０、および流量調整手段６４の記載を参照することができる。
　なお、本変形例の二酸化炭素の固定装置１は、図３（Ｂ）に示すように、液体取出部５０が、前記気液混合手段を兼ねてもよい。図３（Ｂ）において、二酸化炭素の固定装置１は、変形例１における前記気液混合手段である液体循環流路６０に代えて、液体取出部５０を含み、変形例１における液体放出端部６２に代えて、液体放出部５２を含む。
　本変形例の二酸化炭素の固定装置１によれば、まず、液体取出部５０により、反応容器１０に含まれる反応後の前記二酸化炭素固定剤、および反応生成物等を取出す。つぎに、フィルター５１により、前記二酸化炭素固定剤中の前記反応生成物等を分離する。つぎに、液体放出部５２により、前記反応生成物等が分離された前記二酸化炭素固定剤を、再度、容器１０に放出する。これにより、前記反応生成物等が分離された二酸化炭素固定剤を、再利用することができる。
［実施形態５］
（二酸化炭素の固定装置）
　図４は、本実施形態の二酸化炭素の固定装置２を横方向から見た場合の一例を示す模式断面図である。なお、図４において、二酸化炭素の固定装置２の内部を透視的に図示している。図４（Ａ）に示すように、二酸化炭素の固定装置２は、第１反応容器１０Ａ、および第２反応容器１０Ｂを含み、第１反応容器１０Ａが、反応室１１であり、第２反応容器１０Ｂが、電解室１２である。また、第１反応容器１０Ａから第２反応容器１０Ｂに、容器連通流路８０Ａにより送液可能であり、第２反応容器１０Ｂから第１反応容器１０Ａに、容器連通流路８０Ｂにより送液可能である。これらの点以外は、前記実施形態と同様である。
　図４（Ａ）に示すように、電解室１２は、陽極室１２Ａ、中間室１２Ｃ、および陰極室１２Ｂを含む。本実施形態において、陽極室１２Ａ、および陰極室１２Ｂは、隔壁１３Ａおよび隔壁１３Ｂにより分けられており、隔壁１３Ａと隔壁１３Ｂとの間が中間室１２Ｃになっている。また、陽極室１２Ａ、中間室１２Ｃ、および陰極室１２Ｂは、隔壁１３の非設置部分において接続している。
　本実施形態の二酸化炭素の固定装置２は、前記構成であることにより、反応室１１において、前記二酸化炭素固定剤と二酸化炭素とを反応させ、反応室１１から電解室１２に、容器連通流路８０Ａにより、前記反応後の前記二酸化炭素固定剤を送液可能であり、電解室１２において、前記反応後の前記二酸化炭素固定剤を電気分解し、前記電気分解後の前記二酸化炭素固定剤を、容器連通流路８０Ｂにより、電解室１２から反応室１１に送液可能であり、反応室１１において、前記電気分解後の前記二酸化炭素固定剤を、前記二酸化炭素固定剤として再利用可能である。
　第２反応容器１０Ｂにおいて、陽極室１２Ａ、中間室１２Ｃ、および陰極室１２Ｂは、特に制限されず、前述の、陽極室１２Ａ、および陰極室１２Ｂについての記載を参照できる。中間室１２Ｃは、電極が設けられていない点以外は、陽極室１２Ａ、および陰極室１２Ｂと同様である。
　容器連通流路８０Ａは、特に制限されず、パイプ、ホース等があげられる。容器連通流路８０Ａは、図４（Ａ）に示すように、ポンプ８１Ａ、および流量調整手段８２Ａを含んでもよい。ポンプ８１Ａ、および流量調整手段８２Ａは、前述の、ポンプ７０、および流量調整手段６４と同様である。
　本実施形態の二酸化炭素の固定装置２は、図４（Ａ）に示すように、第１反応容器１０Ａが、液体取出部５０を含む。液体取出部５０は、フィルター５１を含む。
　液体取出部５０は、例えば、実施形態４の変形例２に記載したように、さらに、液体放出部５２、ポンプ５３、流量調整手段５４を含み、液体放出部５２が、第２反応容器１０Ｂに接続されてもよい。これにより、前記反応生成物等が分離された前記二酸化炭素固定剤を、第２反応容器１０Ｂに放出し、再利用することができる。
　なお、この場合、液体取出部５０が、容器連通流路８０Ａを兼ねてもよい。すなわち、図４（Ａ）において、二酸化炭素の固定装置２が、容器連通流路８０Ａに代えて、液体取出部５０を含んでもよい。
　容器連通流路８０Ｂは、図４（Ａ）に示すように、ポンプ８１Ｂ、および流量調整手段８２Ｂを含んでもよい。ポンプ８１Ｂ、および流量調整手段８２Ｂは、前述の、ポンプ７０、および流量調整手段６４と同様である。
　つぎに、図４（Ｂ）に、本実施形態の二酸化炭素の固定装置２の別の形態を示す。この形態において、二酸化炭素の固定装置２は、容器連通流路８０Ｂが、前記気液混合手段を兼ねている。容器連通流路８０Ｂは、アスピレーター８３を含む。この点以外は、図４（Ａ）の形態と同様である。
　本形態において、容器連通流路８０Ｂは、液体循環流路６０の記載を参照することができる。
　容器連通流路８０Ｂは、気液混合部材として、アスピレーター８３を含み、アスピレーター８３により、容器連通流路８０Ｂを流れる液体に、二酸化炭素を含む気体を混合可能である。アスピレーター８３は、前述の、アスピレーター６３と同様である。
　本実施形態において、アスピレーター８３が、容器連通流路８０Ｂの液体放出端部を兼ねている。ただし、これには制限されず、アスピレーター８３が、容器連通流路８０Ｂの途中に設けられていてもよい。この場合、前記液体放出端部は、例えば、プラスチック、セラミックス、金属、ガラス、および多孔質材料により形成できる。また、容器連通流路８０Ｂの端部でもよい。
　容器連通流路８０Ｂの前記液体放出端部は、例えば、反応室１１の上部から、反応室１１内に、シャワー状または霧状に前記二酸化炭素固定剤を放出してもよい。前記シャワー状または霧状に放出する構成としては、一般的なスプレー等を用いることができる。
　前記二酸化炭素固定剤をシャワー状または霧状に放出することによる効果として、以下の点があげられる。前述のように、前記気体と前記二酸化炭素固定剤との接触において、塩化カルシウムと高濃度の水酸化ナトリウムとの反応により、水酸化カルシウムの沈殿が生じることで、前記接触による炭酸カルシウムの合成量が減少する可能性がある。これに対し、前記二酸化炭素固定剤をシャワー状または霧状に放出することで、まず、前記液体放出端部から放出される前記二酸化炭素固定剤に含まれる水酸化ナトリウムと反応室１１内の前記気体とが接触することにより反応し（前記第１の接触工程）、その後、前記反応による生成物（炭酸水素ナトリウムおよび炭酸ナトリウム）と反応室１１内の前記二酸化炭素固定剤に含まれる塩化カルシウムとが反応する。このため、塩化カルシウムと高濃度の水酸化ナトリウムとの反応により水酸化カルシウムが生じることを防ぐことができ、より多くの二酸化炭素を固定できる。
　本実施形態の二酸化炭素の固定装置２は、反応室１１および電解室１２にそれぞれ対応する第１反応容器１０Ａおよび第２反応容器１０Ｂを用いた、二槽式の固定装置である。このため、電解室１２において高濃度の水酸化ナトリウムが生じた場合においても、反応室１１への流量の調整や、前述のような、放出形態の調整等により、反応室１１における高濃度の水酸化ナトリウムと塩化カルシウムとの接触を防ぐことができる。このため、塩化カルシウムと高濃度の水酸化ナトリウムとの反応により水酸化カルシウムが生じることを防ぐことができる。以上から、本実施形態の二酸化炭素の固定装置２は、発電所等のように、高濃度の二酸化炭素が排出される場合に適していると考えられる。
［実施形態６］
（二酸化炭素の固定装置）
　図５は、本実施形態の二酸化炭素の固定装置３を横方向から見た場合の一例を示す模式断面図である。なお、図５において、二酸化炭素の固定装置３の内部を透視的に図示している。図５（Ａ）に示すように、二酸化炭素の固定装置３は、第１反応容器１０Ａ、および第２反応容器１０Ｂを含み、第１反応容器１０Ａが、第２反応室１１Ｂであり、第２反応容器１０Ｂが、電解室１２（陽極室１２Ａ、および陰極室１２Ｂ）ならびに第１反応室１１Ａを含む。第２反応容器１０Ｂにおいて、陽極室１２Ａと第１反応室１１Ａとは、前記非設置部分を設けずに、陽イオン交換膜である隔壁１３Ａにより分けられている。また、第２反応容器１０Ｂから第１反応容器１０Ａに、容器連通流路８０により送液可能である。第１反応容器１０Ａには、液体取出部５０が設けられている。液体取出部５０の液体放出部５２は、陽極室１２Ａ内に挿入されており、ポンプ５３により、液体取出部５０から前記二酸化炭素固定剤を吸込み、前記吸込んだ二酸化炭素固定剤を、液体放出部５２から放出可能である。また、陰極室１２Ｂは、二酸化炭素固定剤投入手段２０Ｃを含む。これらの点以外は、前記実施形態と同様である。
　陽イオン交換膜である隔壁１３Ａは、特に制限されず、具体的には、例えば、Nafion（登録商標）N324等があげられる。また、人体への影響を考慮したうえで、石綿（アスベスト）を用いることもできる。
　二酸化炭素固定剤投入手段２０Ｃは、前述の、二酸化炭素固定剤投入手段２０ＡおよびＢと同様である。二酸化炭素固定剤投入手段２０Ｃは、例えば、蒸留水を投入することができる。これにより、例えば、電気分解に必要な水を補給することができる。また、電気分解により第２反応容器１０Ｂ内に生成した水酸化ナトリウムの濃度を、調整することができる。
　本実施形態において、容器連通流路８０は、第２反応容器１０Ｂの陰極室１２Ｂから、第１反応容器１０Ａに送液可能である。これにより、例えば、塩素の混入を防止することができる。
　本実施形態の二酸化炭素の固定装置３は、前記構成であることにより、第１反応室１１Ａおよび第２反応室１１Ｂにおいて、前記二酸化炭素固定剤と二酸化炭素とを反応させ、第２反応室１１Ｂから電解室１２に、液体取出部５０により、前記反応後の前記二酸化炭素固定剤を送液可能であり、電解室１２において、前記反応後の前記二酸化炭素固定剤を電気分解し、前記電気分解後の前記二酸化炭素固定剤を、電解室１２から第１反応室１１Ａに送液可能であり、第１反応室１１Ａおよび第２反応室１１Ｂにおいて、前記電気分解後の前記二酸化炭素固定剤を、前記二酸化炭素固定剤として再利用可能である。
　また、本実施形態の二酸化炭素の固定装置３は、前記構成であることにより、第１反応室１１Ａにおいて、水酸化ナトリウムを含む溶液と、二酸化炭素を含む気体とを接触させ（前記第１の接触工程）、前記第１の接触工程後、第２反応室１１Ｂにおいて、前記溶液に、塩化カルシウムを添加することができる（前記第２の接触工程）。前記第１の接触工程、および前記第２の接触工程は、前述の通りである。
　本実施形態の二酸化炭素の固定装置３によれば、例えば、第１反応室１１Ａにおいて、前記第１の接触工程によっては、前記反応生成物である炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）が生じない。このため、前記接触工程により生じた前記反応生成物が、反応容器（第２反応容器１０Ｂ）や前記気液混合手段（気体送入手段３０）等に固着する、という前記問題を防ぐことができる。
　また、本実施形態の二酸化炭素の固定装置３によれば、前述のように、陽極室１２Ａと第１反応室１１Ａとが、前記非設置部分を設けずに、陽イオン交換膜である隔壁１３Ａにより分けられている。このため、陽極室１２Ａ側で生じた塩化物イオン（Ｃｌ－）が第１反応室１１Ａ側に移動することを防ぐことができる。これにより、例えば、前記塩化物イオンと前記電気分解により生じた水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）とが反応してＮａＣｌＯが生じ第１反応室１１Ａにおける水酸化ナトリウム濃度が低下する、という問題を防ぐことができる。また、例えば、陽極室１２Ａ側で生成した塩素（Ｃｌ２）と第１反応室１１Ａの前記二酸化炭素を含む気体とが混合することを防ぐことができる。
　つぎに、図５（Ｂ）に、本実施形態の二酸化炭素の固定装置３の別の形態を示す。図５（Ｂ）に示すように、二酸化炭素の固定装置３は、前記気液混合手段として、液体循環流路６０、およびポンプ７０を含む。液体循環流路６０は、液体吸込端部６１、アスピレーターである液体放出端部６２、および流量調整手段６４を含み、液体吸込端部６１は、陰極室１２Ｂに接続されており、液体放出端部６２は、第１反応室１１Ａ内に挿入されており、ポンプ７０により、前記二酸化炭素固定剤を液体吸込端部６１から吸込み、前記吸込んだ二酸化炭素固定剤を、液体放出端部６２から放出可能である。この点以外は、図５（Ａ）の形態と同様である。
　つぎに、本実施形態の二酸化炭素の固定装置３を用いて、前記二酸化炭素の固定方法を実施する場合について、説明する。
　まず、後述の工程（Ｓ１０１）に先立って、前記二酸化炭素固定剤として、第２反応容器１０Ｂの二酸化炭素固定剤投入手段２０Ｂから、塩化ナトリウムを含む溶液を投入し、二酸化炭素固定剤投入手段２０Ｃから、水を注入する（ＳＴＡＲＴ）。そして、前記溶液について、電源装置に接続した陽極１２１Ａ、および陰極１２１Ｂにより、電気分解を行うことにより、水酸化ナトリウム溶液を生成する（Ｓ１００）。
　つぎに、気体送入手段３０から、第２反応容器１０Ｂの第１反応室１１Ａ内の前記二酸化炭素固定剤中に、二酸化炭素を含む気体を送入する（Ｓ１０１；前記第１の接触工程）。
　つぎに、前記第１の接触工程による反応後の前記二酸化炭素固定剤を、第２反応容器１０Ｂから第１反応容器１０Ａに、容器連通流路８０により送液する（Ｓ１０２）。前記第１の接触工程による反応後の前記二酸化炭素固定剤は、例えば、炭酸水素ナトリウムおよび炭酸ナトリウムを含む溶液である。
　つぎに、第１反応容器１０Ａの二酸化炭素固定剤投入手段２０Ａから、前記二酸化炭素固定剤における前記第２固定剤として、塩化カルシウムを添加する（Ｓ１０３；前記第２の接触工程）。
　つぎに、ポンプ５３により、液体取出部５０から、前記第２の接触工程による反応後の前記二酸化炭素固定剤を吸込み、前記吸込んだ二酸化炭素固定剤を、陽極室１２Ａ内に挿入された液体放出部５２から放出する（Ｓ１０４）。前記第２の接触工程による反応後の前記二酸化炭素固定剤は、例えば、塩化ナトリウムを含む溶液である。
　なお、前記工程（Ｓ１０４）において、フィルター５１により、固体の前記反応生成物を前記二酸化炭素固定剤から分離することができる。前記固体の前記反応生成物は、例えば、炭酸カルシウムである。
　つぎに、液体放出部５２から放出された前記塩化ナトリウムを含む溶液について、前記工程（Ｓ１００）と同様にして、電気分解を行うことにより、水酸化ナトリウム溶液を生成する（Ｓ１０５）。
　そして、前記工程（Ｓ１０５）後、前記工程（Ｓ１０１）以降の工程を、繰り返し行うことができる。前記各工程は、前記順番で行ってもよいし、並行して行ってもよい。
　以上により、水酸化ナトリウムおよび塩化カルシウムと、二酸化炭素とを反応させ、炭酸カルシウムを生じさせることで、二酸化炭素を固定することができる。また、前記反応により生じる塩化ナトリウムの電気分解を行うことにより、前記各工程による反応を、繰り返し行うことができる。
　つぎに、本発明の実施例について説明する。ただし、本発明は、下記実施例により制限されない。市販の試薬は、特に示さない限り、それらのプロトコルに基づいて使用した。
［実施例１］
　海水を電気分解することにより、水酸化マグネシウム（Ｍｇ（ＯＨ）２）が生成されることを確認した。また、前記生成された水酸化マグネシウムを回収した後の前記電気分解後の海水に二酸化炭素含有ガスを供給し、炭酸カルシウムが生成されることを確認した。
　電気分解装置の容器として、容積５００ｍｌのプラスチック製のタッパウェアー（市販のもの、大きさ：１２ｘ９ｘ５ｃｍ）を用いた。前記容器の蓋に、空気孔（直径７ｍｍ程度）、陰極板への導線孔（直径７ｍｍ程度）、および陽極板への導入孔（直径１．７ｃｍ程度）を、１箇所ずつ形成した。前記陽極板、および前記陰極板として、それぞれ、５ｘ５ｃｍの白金コーテッドチタン網目電極（田中金属社製）を用いた。２Ｌのペットボトル（市販のもの）を切断し、前記ペットボトルの口部が含まれる部材を作製した。前記陽極板の導線を、前記部材の前記口部に通した。前記導線に、前記陽極板を接続し、前記陽極板が前記部材に囲まれた状態にした。また、前記部材の前記口部を、前記容器における前記陽極板への導入孔に嵌入させて設置し、前記陽極板から発生する塩素（Ｃｌ２）を前記容器の外部に放出させるようにした。これにより、前記容器内の気体への塩素の混入を防止した。前記陽極板の導線、および前記陰極板の導線を、それぞれ、電源装置（整流器YG-1502D+（YAOGONG社製））に接続した。
　３００ｍＬの海水（Blue Lab Co., Ltd.製）を、前記電気分解装置の前記容器に入れ、前記電源装置を用いて、１７時間通電した（通電開始時：９．８６Ｖ、０．４０５Ａ、通電終了時：９．１３Ｖ、０．６０６Ａ）。前記通電において、１００Ｖの交流を直流に変換して使用した。
　図５５は、前記通電後の前記容器を上から撮影した写真である。図５５に示すように、前記通電後、前記容器の底部には、白色沈殿が形成されていた。また、前記容器内の前記海水における空気との接触表面には、薄い結晶膜が形成されていた。
　前記形成された白色沈殿は、前記電気分解で生成した水酸化ナトリウムと前記海水中のマグネシウムイオンとが反応したことにより生じた、水酸化マグネシウムを含むと考えられる。
　さらに、前記通電後、４０ｍＬの前記海水を採取し、５０ｍＬの遠心管に移した。前記遠心管について、３，０００ｒｐｍ、１０分の条件で遠心分離を行った。
　前記遠心分離後の前記遠心管から上澄みを取り除き、重さを測定した。前記測定した遠心管の重量から、遠心管のみの重さを減算することにより、沈殿の重さを算出した。
　この結果を図５６に示す。図５６は、前記沈殿の重さ（wet weight）を示すグラフである。図５６において、縦軸は、試験管あたりの前記沈殿の重さ（ｇ）を示す。なお、前記沈殿の重さの値は、合計６サンプルの測定値の平均値とした。図５６に示すように、海水の電気分解により、水酸化マグネシウムを含む沈殿が生じた。
　さらに、前記通電後、２ｍＬの前記上澄みを１０ｍＬの試験管に入れ、前記試験管に、２ｍｌの０．１ｍｏｌ／Ｌの塩化カルシウム溶液を添加した。前記塩化カルシウム溶液は、塩化カルシウム（和光純薬工業社製）を蒸留水に溶解することにより作製した。
　前記塩化カルシウム溶液の添加後、前記上澄みに、さらに、後述する実施例３と同様にして、約１５ｍｌ、１０秒の条件で、二酸化炭素を接触させた。前記接触後、３，０００ｒｐｍ、１０分の条件で遠心分離を行った。前記遠心分離後、沈殿を採取し、５日間、室温で放置することにより乾燥させ、秤量した。また、コントロール１として、前記二酸化炭素の接触を行わなかった以外は同様にして実験を行った。コントロール２として、前記塩化カルシウム溶液を添加しなかった以外は同様にして実験を行った。
　この結果を、図５７（Ａ）および（Ｂ）に示す。図５７（Ａ）は、前記接触後の前記試験管の写真であり、左が、コントロール１、右が、前記二酸化炭素の接触を行った場合を示す。図５７（Ａ）に示すように、電気分解後の前記上澄みに前記塩化カルシウム溶液を添加した後、前記二酸化炭素の接触を行うことにより、より多くの白色沈殿が生成した。なお、コントロール１においても、空気中の二酸化炭素との接触により、わずかに沈殿が生じた。また、図示していないが、前記塩化カルシウム溶液を添加しなかったコントロール２の試験管では、前記二酸化炭素との接触を行っても、目視により、沈殿は確認されなかった。
　図５７（Ｂ）は、前記沈殿の重さを示すグラフである。図５７（Ｂ）において、縦軸は、試験管あたりの前記沈殿の重さ（ｇ）を示し、横軸は、左から、コントロール１（Control）、および前記二酸化炭素の接触を行った場合（Plus CO2）を示す。なお、前記沈殿の重さの値は、合計５サンプルの測定値の平均値とした。図５６に示すように、電気分解後の前記上澄みに前記塩化カルシウム溶液を添加した後、前記二酸化炭素の接触を行うことにより、より多くの沈殿が生成した。
　なお、前述のように、コントロール１においても、空気中の二酸化炭素との接触により、わずかに沈殿が生じた。このことは、例えば、後述する、参考例１（図１６）および参考例２（図１８）の結果を参照して、以下のように説明することができる。すなわち、海水中のナトリウム濃度から換算すると、前記電気分解により生じる水酸化ナトリウム濃度は、およそ0.468ｍｏｌ／Ｌである。また、海水中のマグネシウム濃度から換算すると、前記沈殿する水酸化マグネシウムは、およそ0.052ｍｏｌ／Ｌである。このため、前記水酸化マグネシウムの除去後の上澄みにおける水酸化ナトリウム濃度は、およそ0.4ｍｏｌ／Ｌであると考えられる。そして、２ｍＬの前記上澄みと、２ｍｌの０．１ｍｏｌ／Ｌの前記塩化カルシウム溶液との前記混合により、混合後の水酸化ナトリウム濃度は、およそ0.2ｍｏｌ／Ｌ（0.2Ｎ）となる。このため、参考例２（図１８）と同様に、およそ0.2Ｎの水酸化ナトリウム濃度では、水酸化カルシウム（Ｃａ（ＯＨ）２）の生成が抑制され、わずかに沈殿が生じたのみであったと考えられる。
　そして、およそ0.2Ｎの水酸化ナトリウム濃度であることにより水酸化カルシウムの沈殿形成が抑制されたことで、図５７（Ａ）および（Ｂ）に示すように、さらに、前記二酸化炭素の接触を行った場合（Plus CO2）、より多くの炭酸カルシウムを生成する（より多くの二酸化炭素を吸収する）ことができたといえる。
　以上のように、海水を電気分解することにより、水酸化マグネシウムが生成されることを確認できた。また、前記生成された水酸化マグネシウムを回収した後の前記電気分解後の海水に二酸化炭素含有ガスを供給し、炭酸カルシウムが生成されることを確認できた。
［実施例２］
　塩化ナトリウム（ＮａＣｌ）溶液を電気分解した後、塩化カルシウム（ＣａＣｌ２）を添加することにより、炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）が形成されることを確認した。
　電気分解装置を、以下のようにして作製した。図６に示すように、容器として、容積５００ｍｌのプラスチック製のタッパウェアー（市販のもの、大きさ：１２ｘ９ｘ５ｃｍ）を用いた。前記容器の蓋に、空気孔（直径７ｍｍ程度）、陰極板への導線孔（直径７ｍｍ程度）、および陽極板への導入孔（直径１．７ｃｍ程度）を、１箇所ずつ形成した。前記陽極板、および前記陰極板として、それぞれ、５ｘ５ｃｍの白金コーテッドチタン網目電極（田中金属社製）を用いた。２Ｌのペットボトル（市販のもの）を切断し、前記ペットボトルの口部が含まれる部材を作製した。前記陽極板の導線を、前記部材の前記口部に通した。前記導線に、前記陽極板を接続し、前記陽極板が前記部材に囲まれた状態にした。また、前記部材の前記口部を、前記容器における前記陽極板への導入孔に嵌入させて設置し、前記陽極板から発生する塩素（Ｃｌ２）を前記容器の外部に放出させるようにした。これにより、前記容器内の気体への塩素の混入を防止した。前記陽極板の導線、および前記陰極板の導線を、それぞれ、電源装置（整流器YG-1502D+（YAOGONG社製））に接続した。
　塩化ナトリウム（和光純薬工業社製）を、蒸留水で希釈し、１０％の塩化ナトリウム溶液を作製した。また、塩化カルシウム（和光純薬工業社製）を、蒸留水に溶解し、0.1ｍｏｌ／Ｌの塩化カルシウム溶液を作製した。
　２００ｍＬの１０％の前記塩化ナトリウム溶液を、前記電気分解装置の前記容器に入れ、前記電源装置を用いて、約８Ｖ、１．５Ａの条件で、約１時間通電した。前記通電において、１００Ｖの交流を直流に変換して使用した。前記通電前、および前記通電後に、前記溶液のｐＨを測定した。
　この結果、前記通電前、および前記通電後における、前記溶液のｐＨは、それぞれ、７．５、および１１．０であった。このことから、前記通電により、塩化ナトリウムが電気分解され、水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）が生成したことが示された。
　さらに、前記通電後、前記容器内における前記陰極板の近くの前記溶液を採取した。１０ｍＬの試験管に、１ｍｌの前記採取した溶液と、１ｍｌの0.1ｍｏｌ／Ｌの前記塩化カルシウム溶液とを入れ、混合した。また、コントロールとして、前記通電を行わずに、１ｍｌの１０％の前記塩化ナトリウム溶液と0.1ｍｏｌ／Ｌの前記塩化カルシウム溶液とを、同様にして混合した。前記混合後の混合液における沈殿形成の有無を、目視で確認した。
　この結果を、図７に示す。図７は、前記混合液の写真であり、左が、コントロール、右が、前記通電後を示す。図７に示すように、前記通電を行った結果、前記混合液において、白色沈殿が形成された。一方、前記通電を行わなかった場合、前記混合液において、沈殿は形成されなかった。前記形成された白色沈殿は、前記電気分解で生成した水酸化ナトリウムが、空気中の二酸化炭素（ＣＯ２）と反応（吸収）することにより、炭酸ナトリウム（Ｎａ２ＣＯ３）が生成され、この炭酸ナトリウムが、塩化カルシウムと反応したことにより生じた、炭酸カルシウムであると考えられる。
　以上のように、塩化ナトリウム溶液を電気分解した後、塩化カルシウムを添加することにより、炭酸カルシウムが形成されることを確認できた。
［実施例３］
　条件を変えて、塩化ナトリウム溶液を電気分解した後、塩化カルシウムを添加することにより、炭酸カルシウムが形成されることを確認した。
　電気分解装置を、以下のようにして作製した。図８に示すように、容器として、容積1.85Ｌのプラスチックボックス（市販のもの）を用いた。前記容器の蓋に、空気孔（直径数ｍｍ程度）、陰極板への導線孔（直径２ｃｍ程度）、および陽極板への導入孔（直径２ｃｍ程度）を、１箇所ずつ形成した。前記陽極板、および前記陰極板は、前記実施例２と同様のものを用いた。また、前記実施例２と同様にして、前記部材を２つ作製し、前記部材に、それぞれ、前記陽極板、および前記陰極板を取付け、前記容器の導入孔にそれぞれ設置した。前記陽極板、および前記陰極板を、電源装置（直流電源装置、STP３０１０Ｈ、深セン天源電源株式会社製）に接続した。さらに、図８に示すように、前記容器に、バブリング装置のホースを挿入するための小孔を設け、水槽生物用のバブリング装置（製品名：ブクブク（セットに含まれるエアポンプ、ホース、およびエアストーンを組立てたもの）、コトブキ工芸株式会社製）を設置し、バブリングを行えるようにした。
　実施例２と同様にして、１０％の塩化ナトリウム溶液、および0.1ｍｏｌ／Ｌの塩化カルシウム溶液を作製した。
　７００ｍＬの１０％の前記塩化ナトリウム溶液を、前記電気分解装置の前記容器に入れ、前記電源装置を用いて、２２時間通電することにより、電気分解を行った。前記電気分解の条件は、通電開始時点で９．６５Ｖ、０．９Ａ、および通電から２２時間後の時点で９．８０Ｖ、１．５Ａであった。前記通電後、前記溶液を電気分解液として採取した。０．２５ｍｌの前記電気分解液に、０．７５ｍｌの蒸留水を加えて希釈し、さらに、１ｍｌの0.1ｍｏｌ／Ｌの前記塩化カルシウム溶液を加え、混合液とした。前記混合液に、二酸化炭素（ＣＯ２100％、小池工業社製）をバブリングすることにより、接触させた。前記バブリングは、パスツールピペットの先端から、二酸化炭素を噴出させた。前記バブリングの条件は、４０ｍｌ、１０秒間とした。前記接触後、前記混合液を３，０００ｒｐｍ、１０分間の条件で遠心し、沈殿物を分離させた。その後、前記試験管の上澄みをアスピレーターで除去した。そして、前記接触前および後に、前記試験管の重量を測定し、前記接触前および後における前記重量の差を、沈殿量として算出した。なお、前記接触前および後における前記試験管を目視で確認したところ、前記接触前の混合液は、無色透明であり、前記接触後の前記混合液は、白濁していた。
　この結果を、図９に示す。図９は、前記二酸化炭素との接触により、前記混合液において生じた沈殿の重さを示すグラフである。図９において、縦軸は、試験管あたりの前記沈殿の重さ（ｇ）を示す。なお、前記沈殿の重さの値は、合計６サンプルの測定値の平均値とした。図９に示すように、前記電気分解後の混合液に二酸化炭素を接触させた結果、前記沈殿が生じた。
　つぎに、参考実験として、以下の実験を行った。前記容器として、後述する参考例８に記載のパイプを用いた。２００ｍｌの前記電気分解液（前記通電後の前記塩化ナトリウム溶液）を、前記パイプに入れ、前記電気分解液に、前記バブリング装置を用いて、同様にして、空気をバブリングすることにより接触させた。前記接触後、前記パイプの上部空間（高さ約14ｃｍ）における気体について、二酸化炭素モニター（RI-85、RIKEN KEIKI製）を用いて、二酸化炭素濃度を測定した。また、前記空気の二酸化炭素濃度を、同様にして測定した。
　この結果を、図１０に示す。図１０は、前記接触後の前記パイプ内の二酸化炭素濃度を示すグラフである。図１０において、縦軸は、二酸化炭素濃度（ＰＰＭ）を示し、横軸は、左から、前記空気（Air）、および前記接触後の前記パイプの上部空間における気体（Electrolyzed Water）を示す。なお、前記二酸化炭素濃度の値は、合計３サンプルの測定値の平均値とした。図１０に示すように、前記接触により、前記パイプ内の二酸化炭素濃度が大きく減少し、ゼロになった。
　つぎに、前記空気に代えて、前記空気に前記二酸化炭素を混合することにより二酸化炭素濃度を12～18％にした混合空気を用いた以外は同様にして、実験を行った。
　この結果を、図１１に示す。図１１は、前記接触後の前記パイプ内の二酸化炭素濃度を示すグラフである。図１１において、縦軸は、二酸化炭素濃度（％）を示し、横軸は、左から、前記混合空気（CO2）、および前記接触後の前記パイプの上部空間における気体（Electrolyzed Water）を示す。なお、前記二酸化炭素濃度の値は、合計５サンプルの測定値の平均値とした。図１１に示すように、前記混合空気の二酸化炭素濃度の平均値が１５％であったのに対し、前記接触により、前記パイプ内の二酸化炭素濃度の平均値が４％に減少した。
　さらに、条件を変えて、以下の実験を行った。１Ｌの１０％の前記塩化ナトリウム溶液を、前記電気分解装置の前記容器に入れ、前記電源装置を用いて、２０時間通電することにより、電気分解を行った。前記電気分解の条件は、通電開始時点で９．６４Ｖ、０．９２Ａ、および通電から２０時間後の時点で９．６２Ｖ、１．２Ａであった。その後、前記容器内の前記電気分解液に、前記バブリング装置を用いて、空気をバブリングすることにより接触させた。
　この結果、前記空気の二酸化炭素濃度が４５８ＰＰＭであったのに対し、前記接触により、前記パイプ内の二酸化炭素濃度が８０ＰＰＭに減少した。前記接触後の前記二酸化炭素濃度がゼロにならなかった理由としては、水酸化ナトリウムの濃度が低かった、および、前記電気分解液の液面の高さが前記パイプを用いた場合と比較して低かった等が考えられる。
　以上のように、条件を変えて、塩化ナトリウム溶液を電気分解した後、塩化カルシウムを添加することにより、炭酸カルシウムが形成されることを確認できた。
［実施例４］
　気液混合手段の挿入端部を、撥水剤でコーティングすることにより、前記挿入端部への反応生成物の固着を抑制できることを確認した。
　実施例３に記載の前記バブリング装置のセットに含まれる前記エアストーンに対し、フッ素樹脂系防水スプレー（製品名　ロックタイト、品番DBS-422、ヘンケルジャパン株式会社製）を用いて、数回スプレーした後、約３０分静置することにより、コーティング処理を行った。その後、前記バブリング装置（以下、「処理済みのバブリング装置」ともいう）を組立てた。コントロールとして、未処理の前記エアストーンを用いて、同様にして、前記バブリング装置（以下、「コントロールのバブリング装置」ともいう）を組立てた。
　等量の0.1Ｎの前記水酸化ナトリウム溶液と、0.1ｍｏｌ／Ｌの前記塩化カルシウム溶液とを混合し、混合液を作製した。前記水酸化ナトリウム溶液は、１Ｎの水酸化ナトリウム溶液（和光純薬工業社製）を、蒸留水で希釈することにより作製した。
　容器として、容積1.85Ｌのプラスチックボックス（市販のもの）を用いた。前記容器に、１Ｌの前記混合液を入れ、さらに、前記処理済みのバブリング装置、および前記コントロールのバブリング装置をそれぞれ用いて、２４時間、空気をバブリングすることにより接触させた。
　前記接触後、前記エアストーンを、約１分間、空気中で作動させ、前記エアストーンの内部空間に含まれる水分を除去した。さらに、前記エアストーンを前記チューブから取外し、１日以上室温下で静置し、前記エアストーンの内部空間に残されている水分を完全に除去した。その後、前記エアストーンの重量を測定し、前記接触後の前記エアストーンの重量から、前記接触前の前記エアストーンの重量を減算することにより、反応生成物である炭酸カルシウムの固着量を算出した。なお、反応生成物のうち、塩化ナトリウムは、本実験における濃度においては沈殿を形成しないことを、別に確認した。
　この結果を、図１２に示す。図１２は、前記エアストーンに固着した炭酸カルシウムの重さを示すグラフである。図１２において、縦軸は、前記エアストーンあたりの炭酸カルシウムの重量（ｇ）を示し、横軸は、左から、コントロール（Control）、および前記処理済み（フッ素樹脂加工）を示す。なお、前記炭酸カルシウムの重量の値は、合計４サンプルの測定値の平均値とした。図１２に示すように、コーティング処理を行ったエアストーンは、コントロールと比較して、固着量が大きく減少していた。
　以上のように、気液混合手段の挿入端部を、撥水剤でコーティングすることにより、前記挿入端部への反応生成物の固着を抑制できることを確認できた。
［実施例５］
　気液混合手段の挿入端部を、撥水剤によりコーティングすることにより、より長時間の接触後においても、前記挿入端部への反応生成物の固着を抑制できることを確認した。また、混合液中の反応生成物を濾別した。
　前記エアストーンとして、エアストーン（直径3ｃｍ、製品名　Air ball M size、Pet one社製）を用いた以外は実施例４と同様にして、前記エアストーンのコーティング処理を行った。その後、実施例４と同様にして、前記バブリング装置、およびコントロールのバブリング装置を組立てた。
　実施例４と同様にして、0.05Ｎの水酸化ナトリウム、および0.05ｍｏｌ／Ｌの塩化カルシウムを含む混合液を作製した。
　実施例４と同様にして、前記容器に、１Ｌの前記混合液を入れ、前記処理済みのバブリング装置、および前記コントロールのバブリング装置をそれぞれ用いて、２４時間、空気をバブリングすることにより接触させた。その後、前記混合液を、新しい液に交換し、さらに、２４時間、空気をバブリングすることにより接触させた。なお、前記接触後、肉眼により、前記容器の壁面、底部、ならびに、前記エアストーンの表面のデコボコ内および内部空間等に、反応生成物である炭酸カルシウムが固着していることを確認することができた。一方、前記混合液においては、明らかな白濁は認められなかった。
　前記接触後、前記エアストーンを、約２分間、空気中で作動させ、前記エアストーンの内部空間に含まれる水分を除去した。さらに、前記エアストーンを前記チューブから取外し、１～１２日間、室温下で静置し、前記エアストーンの内部空間に残されている水分を完全に除去した。その後、前記エアストーンの重量を測定し、前記接触後の前記エアストーンの重量から、前記接触前の前記エアストーンの重量を減算することにより、反応生成物である炭酸カルシウムの固着量を算出した。
　この結果を、図１３および図１４に示す。図１３は、前記接触後の前記エアストーンの写真である。図１３において、左は、コントロール、右は、前記処理済みの前記エアストーンを示す。図１３に示すように、コーティング処理を行ったエアストーンは、コントロールと比較して、固着量が減少していた。
　図１４は、前記エアストーンに固着した炭酸カルシウムの重さを示すグラフである。図１４において、縦軸は、前記エアストーンあたりの炭酸カルシウムの重量（ｇ）を示し、横軸は、左から、コントロール（未処理）、および前記処理済み（処理）を示す。なお、前記炭酸カルシウムの重量の値は、合計３サンプルの測定値の平均値とした。図１４に示すように、コーティング処理を行ったエアストーンは、コントロールと比較して、固着量が減少していた。
　つぎに、前記接触後の前記混合液について、反応生成物の濾別を行った。フィルターとして、無漂白コーヒーフィルター（カナエ紙工株式会社製）を用い、一般的な形状の漏斗に設置した。
　前記接触後の前記混合液を含む前記容器に対し、作業者により前記容器内をかきとることにより、前記混合液中に、前記固着した反応生成物が含まれるようにした。そして、全量（１Ｌ）の前記混合液を、数分かけて、前記フィルターに通した。
　この結果、全量の前記混合液を、目詰まりすることなく、前記フィルターに通すことができた。そして、前記フィルター上において、前記反応生成物の残渣が存在することを、肉眼で確認することができた。
　以上のように、気液混合手段の挿入端部を、撥水剤によりコーティングすることにより、より長時間の接触後においても、前記挿入端部への反応生成物の固着を抑制できることを確認できた。また、混合液中の反応生成物を濾別できた。
［参考例１］
　容器内において、水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）、および塩化カルシウム（ＣａＣｌ２）を含む混合液と、二酸化炭素（ＣＯ２）を含む気体とを、前記気体を前記混合液中にバブリングすることにより接触させることにより、二酸化炭素を固定できることを確認した。
　１Ｎの水酸化ナトリウム溶液（和光純薬工業社製）を、それぞれ、0.01、0.02、0.1、0.2、および0.4Ｎとなるように蒸留水で希釈し、前記各濃度の水酸化ナトリウム溶液を作製した。また、１ｍｏｌ／Ｌの塩化カルシウム溶液（和光純薬工業社製）を、それぞれ、0.01、0.02、0.1、0.2、および1（無希釈）ｍｏｌ／Ｌとなるように蒸留水で希釈し、前記各濃度の塩化カルシウム溶液を作製した。
　１０ｍＬの試験管に、３ｍＬの前記各濃度の水酸化ナトリウム溶液と、３ｍＬの0.1ｍｏｌ／Ｌの前記塩化カルシウム溶液とを入れて混合し、前記混合液に、二酸化炭素（ＣＯ２100％、小池工業社製）をバブリングすることにより、接触させた。前記バブリングは、パスツールピペットの先端から、二酸化炭素を噴出させた。前記バブリングの条件は、１０秒間（約２０ｃｍ３）とした。前記接触後、前記混合液を３，０００ｒｐｍ、１０分間の条件で遠心した。そして、前記接触前および後に、前記試験管の重量を測定し、前記接触前および後における前記重量の差を、沈殿量として算出した。なお、後述するように、前記二酸化炭素との接触を行うよりも前に沈殿が生じた場合は、前記沈殿を除去した後、前記接触を行った。
　この結果を、図１５および図１６に示す。図１５は、前記二酸化炭素との接触前および接触後における、0.05Ｎの水酸化ナトリウムと0.05ｍｏｌ／Ｌの塩化カルシウムとを含む混合液の写真であり、図中、左が、前記接触前、右が、前記接触後の試験管の様子を示す。図１５に示すように、二酸化炭素を接触させることにより、前記混合液において、炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）の白色沈殿が生じた。なお、前記混合液において、１０秒間の前記バブリングが終了するよりも前に、白濁が生じていた。
　図１６は、前記二酸化炭素との接触により、前記混合液において生じた沈殿の重さを示すグラフである。図１６において、縦軸は、試験管あたりの前記沈殿の重さ（ｇ）を示し、横軸は、前記混合液における水酸化ナトリウム濃度（Ｎ）を示す。なお、前記沈殿の重さの値は、前記各混合液のサンプルについて、合計５サンプルの測定値の平均値とした。図１６に示すように、水酸化ナトリウム濃度が0.01Ｎ以上において、二酸化炭素を接触させた結果、前記沈殿が生じた。そして、前記濃度が0.05Ｎにおいて、前記沈殿の量が大きく増加し、0.1Ｎにおいて、前記沈殿の量が最大であった。一方、前記濃度が0.2Ｎにおいて、前記0.1Ｎにおける値と比較して、前記沈殿の量が減少した。前記濃度が0.05～0.2Ｎ、および0.05～0.1Ｎにおいて、より多くの二酸化炭素を固定できることが確認できた。
　なお、水酸化ナトリウム濃度が0.2Ｎの場合、二酸化炭素との前記接触前において、前記混合液中に白色沈殿の形成がみられた。この白色沈殿は、塩化カルシウムと高濃度の水酸化ナトリウムとの反応により生じた、水酸化カルシウム（Ｃａ（ＯＨ）２）であると考えられる。このため、前記濃度が0.2Ｎにおいて、前記沈殿の量が減少した理由としては、塩化カルシウムと高濃度の水酸化ナトリウムとの反応により水酸化カルシウムが生じたことで、前記接触による炭酸カルシウムの合成量が減少したためと考えられる。
　つぎに、３ｍＬの0.1Ｎの前記水酸化ナトリウム溶液と、３ｍＬの前記各濃度の前記塩化カルシウム溶液とを入れて混合し、前記混合液を作製した以外は同様にして、前記接触を行った。
　この結果を、図１７に示す。図１７は、前記二酸化炭素との接触により、前記混合液において生じた沈殿の重さを示すグラフである。図１７において、縦軸は、試験管あたりの前記沈殿の重さ（ｇ）を示し、横軸は、前記混合液における塩化カルシウム濃度（ｍｏｌ／Ｌ）を示す。なお、前記沈殿の重さの値は、前記各混合液のサンプルについて、合計５サンプルの測定値の平均値とした。図１７に示すように、全ての塩化カルシウム濃度において、二酸化炭素を接触させた結果、前記沈殿が生じた。そして、前記濃度が0.05ｍｏｌ／Ｌにおいて、前記沈殿の量が大きく増加し、0.1ｍｏｌ／Ｌにおいて、前記沈殿の量が最大であった。前記塩化カルシウム濃度が0.05～0.5ｍｏｌ／Ｌにおいて、より多くの二酸化炭素を固定できることが確認できた。
　なお、前記塩化カルシウム濃度が0.2～0.5ｍｏｌ／Ｌの場合、二酸化炭素との前記接触前において、前記混合液中に白色沈殿の形成がみられた。そして、この白色沈殿は、前記接触において、二酸化炭素を添加することにより、消失した。一方、前記塩化カルシウム濃度が、0.1ｍｏｌ／Ｌおよび0.05ｍｏｌ／Ｌの場合、前記混合液中に沈殿の形成がみられ、且つ、前記接触を行っても、前記沈殿は消失しなかった。
　以上のように、容器内において、水酸化ナトリウム、および塩化カルシウムを含む混合液と、二酸化炭素を含む気体とを、前記気体を前記混合液中にバブリングすることにより接触させることにより、二酸化炭素を固定できることが確認できた。
［参考例２］
　水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）を含む溶液と、塩化カルシウム（ＣａＣｌ２）を含む溶液とを混合し、水酸化ナトリウムの濃度が沈殿形成の有無に関係することを確認した。
　１０ｍＬの試験管に、３ｍＬの水酸化ナトリウム溶液を入れた後、３ｍＬの塩化カルシウム溶液を添加し、混合液を作製した。前記混合液において、水酸化ナトリウム濃度は、0.2Ｎ、および0.25Ｎ、塩化カルシウム濃度は、0.05ｍｏｌ／Ｌとした。前記混合後、前記試験管の写真を撮影した。
　この結果を図１８に示す。図１８は、水酸化ナトリウムと塩化カルシウムとを含む混合液の写真であり、図中、左の４本の試験管が、0.2Ｎの水酸化ナトリウムを用いた場合、右の４本の試験管が、0.25Ｎの水酸化ナトリウムを用いた場合を示す。図１８に示すように、0.25Ｎの水酸化ナトリウムを用いた場合、実験を行った４本すべての前記混合液において、水酸化カルシウム（Ｃａ（ＯＨ）２）の生成による白濁が確認された。一方、0.2Ｎの水酸化ナトリウムを用いた場合、実験を行った４本中１本の試験管において、前記混合液にわずかに白濁が生じたが、残りの３本の前記混合液においては、白濁は確認されなかった。
　以上から、水酸化ナトリウムを含む溶液と、塩化カルシウムを含む溶液とを混合し、水酸化ナトリウムの濃度が沈殿形成の有無に関係することが確認できた。
［参考例３］
　容器内において、水酸化ナトリウム、および塩化カルシウムを含む混合液と、二酸化炭素を含む気体とを、前記混合液を静置または振とうさせた状態で接触させることにより、二酸化炭素を固定できることを確認した。
　等量の0.1Ｎの前記水酸化ナトリウム溶液と、0.1ｍｏｌ／Ｌの前記塩化カルシウム溶液とを混合し、混合液を作製した。容積２Ｌの一般的な形状のペットボトル（市販のもの）内を大気と平衡にした後、前記ペットボトルに、１０ｍＬの前記混合液を入れた。前記ペットボトルを、底面が下になるようにして立てて静置し、前記混合液と二酸化炭素とを接触させた。前記接触後、０分（前記接触直後）、１５分、３０分、および６０分後、ならびにオーバーナイトでの接触後に、二酸化炭素モニター（RI-85、RIKEN KEIKI製）を用いて、前記ペットボトル内の二酸化炭素濃度を測定した。
　この結果を、図１９に示す。図１９は、前記接触後の前記ペットボトル内の二酸化炭素濃度を示すグラフである。図１９において、縦軸は、二酸化炭素濃度（ＰＰＭ）を示し、横軸は、前記接触後の経過時間（分）を示す。なお、前記二酸化炭素濃度の値は、前記接触後、０分（前記接触直後）、１５分、３０分、および６０分後については、合計４サンプルの測定値の平均値とした。なお、前記オーバーナイトでの接触後においては、合計６サンプルの測定値が、いずれも０ＰＰＭであった。図１９に示すように、前記接触により、前記接触後の経過時間に応じて、前記ペットボトル内の二酸化炭素濃度が減少した。また、前記オーバーナイトでの接触後、前記二酸化炭素濃度の値が、０ＰＰＭとなったことから、本発明によれば、低濃度の二酸化炭素であっても、固定できることがわかった。
　つぎに、前記ペットボトルに代えて、図２０に示す形状の八角柱プラスチックボトルを用いた点、および、前記八角柱プラスチックボトルを、側面が下になるようにして横倒しにして静置した、または、前記八角柱プラスチックボトルを前記横倒しにした状態で振とうした点以外は同様にして、５分間、前記接触を行った。図２０（Ａ）は、前記八角柱プラスチックボトルを側面から見た図であり、（Ｂ）は、前記八角柱プラスチックボトルを底面から見た図である。前記振とうは、シェイカー（BR-21UM、TAITEK製）を用いて、120ｒｐｍの条件で振とうした。
　この結果を、図２１に示す。図２１は、前記接触後の前記八角柱プラスチックボトル内の二酸化炭素濃度を示すグラフである。図２１において、縦軸は、二酸化炭素濃度（ＰＰＭ）を示し、横軸は、左から、前記接触直後（０分）、前記静置による接触後、前記振とうによる接触後を示す。なお、前記二酸化炭素濃度の値は、合計４サンプルの測定値の平均値とした。図２１に示すように、前記振とうによる接触により、前記接触直後と比較して、前記八角柱プラスチックボトル内の二酸化炭素濃度が減少した。特に、前記振とうによる接触により、前記接触直後と比較して、前記八角柱プラスチックボトル内の二酸化炭素濃度が１／６程度まで大きく減少しており、より多くの二酸化炭素を固定できることが確認できた。
　なお、前述のように、前記振とうによる接触により、前記静置による接触を行った場合と比較して、前記二酸化炭素濃度がより大きく減少した。この理由としては、前記振とうにより、前記混合液の表面積が増加し、より多くの前記二酸化炭素を含む気体と接触できるようになったためと考えられる。また、前記八角柱プラスチックボトルは、一般的な形状のペットボトルとの比較において、底部がより平面的であり、且つ短寸であるため、より前記混合液の表面積が増加したと考えられる。
　つぎに、前記振とうの条件を変えて、前記接触を行った。前記八角柱プラスチックボトルに代えて、容積２Ｌの前記一般的な形状のペットボトルを用いた。前記接触の12時間前に、前記ペットボトルのふたを開け、前記ぺットボトルの口部にパスツールピぺットの先端を挿入し、前記先端から二酸化炭素を注入した。そして、前記ペットボトルに、５０ｍＬの前記混合液を入れた後、30秒間の振とうを１回として、１～６回、成人男性の手で、激しく振とうした。なお、前記１回目の前記振とうによる接触は、前記接触直後に行い、前記２～６回目の前記振とうによる接触は、それぞれ、前記接触直後から２分経過後、５分経過後、15分経過後、30分経過後、および60分経過後に行った。そして、前記１～６回の前記接触後に、それぞれ、二酸化炭素検出器（XP-3140、COSMO製）を用いて、二酸化炭素濃度を測定した。
　また、前記６回目の接触後、さらに、５０ｍＬの前記混合液を加え、30秒間激しく振とうした後、二酸化炭素の濃度を測定した。その後、さらに、24時間静置した後、二酸化炭素の濃度を測定した。また、前記24時間静置後、さらに、５０ｍＬの前記混合液を加え、30秒間激しく振とうした後、二酸化炭素の濃度を測定した。
　この結果を、図２２に示す。図２２は、前記接触後の前記ペットボトル内の二酸化炭素濃度を示すグラフである。図２２において、縦軸は、二酸化炭素濃度（％）を示し、横軸は、左から、前記接触直後（０分）、１回目の前記振とうによる接触後（３０秒）、２回目の前記振とうによる接触後（２分）、３回目の前記振とうによる接触後（５分）、４回目の前記振とうによる接触後（１５分）、５回目の前記振とう後（３０分）、６回目の前記振とう後（６０分）、混合液追加後、24時間静置後、混合液再追加後を示す。なお、前記二酸化炭素濃度の値は、合計５サンプルの測定値の平均値とした。図２２に示すように、１回目の前記接触後（３０秒）において、前記接触直後（０分）と比較して、二酸化炭素の濃度は大きく減少した。その後、２～６回目の前記接触後において、二酸化炭素の濃度は緩やかに減少した。一方、前記混合液の追加により、急激な更なる二酸化炭素濃度の減少を引き起こした。前記混合液の再追加においても、二酸化炭素濃度の顕著な減少が見られた。このように、高濃度の二酸化炭素濃度の状態であっても、前記混合液を再度添加することにより、二酸化炭素濃度の減少を引き起こすことが確認された。
　さらに、前記振とうの条件を変えて、前記接触を行った。前記ペットボトルに代えて、図３１に示す、容積1.85Ｌのプラスチックボックス（市販のもの）を用いた。なお、図３１において、前記プラスチックボックスの内部を透視的に図示している。前記プラスチックボックスに、５００ｍＬの0.1Ｎの前記水酸化ナトリウム溶液と、５００ｍＬの0.1ｍｏｌ／Ｌの前記塩化カルシウム溶液とを入れた後、ハンドミキサー（HM-20,６０W、TOSHIBA製）を用いて、フル回転（数字３、「あわだてる－卵白をきめこまかくあわだてる」モード）させることにより、前記接触を行った。そして、前記プラスチックボックス内の二酸化炭素濃度を、前記二酸化炭素モニターを用いて測定した。前記接触開始から約２分後に、二酸化炭素濃度がほぼ一定になったことを確認し、前記接触を終了した。前記接触終了時の二酸化炭素濃度の測定値を取得した。また、コントロールとして、前記プラスチックボックス外の空気の二酸化炭素濃度を測定した。
　この結果を、図３２に示す。図３２は、前記接触後の前記プラスチックボックス内の二酸化炭素濃度を示すグラフである。図３２において、縦軸は、二酸化炭素濃度（ＰＰＭ）を示し、横軸は、左から、コントロール、および前記接触終了時を示す。なお、前記二酸化炭素濃度の値は、合計３サンプルの測定値の平均値とした。図３２に示すように、前記接触後において、コントロールと比較して、二酸化炭素の濃度は大きく減少した。
　以上のように、容器内において、水酸化ナトリウム、および塩化カルシウムを含む混合液と、二酸化炭素を含む気体とを、前記混合液を静置または振とうさせた状態で接触させることにより、二酸化炭素を固定できることが確認できた。
［参考例４］
　容器内において、水酸化ナトリウム、および塩化カルシウムを含む混合液と、二酸化炭素を含む気体とを、前記混合液を霧状にした状態で接触させることにより、二酸化炭素を固定できることを確認した。
　参考例３と同様にして、前記水酸化ナトリウムと前記塩化カルシウムとを含む混合液を作製した。前記容積２Ｌの一般的な形状のペットボトルを用い、参考例３と同様にして、前記ペットボトル内を大気と平衡にした。その後、前記ペットボトルに、約４ｍＬの前記混合液を、噴霧器（市販のもの）を用いて、５秒間隔で１０回噴霧することにより、前記混合液と二酸化炭素とを接触させた。前記接触は、図２３に示すように、前記ペットボトルを、側面が下になるようにして横向きにして使用し、水平方向に前記噴霧を行った。前記接触後直ちに、参考例３と同様にして、前記ペットボトル内の二酸化炭素濃度を測定した。
　この結果を、図２４に示す。図２４は、前記接触後の前記ペットボトル内の二酸化炭素濃度を示すグラフである。図２４において、縦軸は、二酸化炭素濃度（ＰＰＭ）を示し、横軸は、左から、前記接触直後（０分）、前記噴霧による接触後を示す。なお、前記二酸化炭素濃度の値は、合計４サンプルの測定値の平均値とした。図２４に示すように、前記噴霧による接触により、前記接触直後と比較して、前記ペットボトル内の二酸化炭素濃度が１／６程度まで大きく減少した。
　このように、前記噴霧による接触により、短時間で、前記二酸化炭素濃度が大きく減少した。この理由としては、前記混合液を霧状にした状態で接触させることにより、前記混合液の表面積が大きく増加し、より多くの前記二酸化炭素を含む気体と接触できるようになったためと考えられる。
　つぎに、前記噴霧の条件を変えて、前記接触を行った。前記接触を行うための接触手段は、以下のようにして作製した。図２５に示すように、牛乳パックである箱（市販のもの）２個をＬ字型に連結し、下部の前記箱の側面の２箇所に、部分的に切取ることにより孔を開け、前記孔からシリコンチューブを挿入することにより、空気注入部、および二酸化炭素注入部をそれぞれ設けた。また、下部の前記箱の上面に、同様にして孔を開け、前記噴霧器から、前記箱の内部に前記混合液を噴霧できるようにした。上部および下部の前記箱の連結部は、それぞれ、大きな切り口を開けることで、下部の箱から上部の箱に二酸化炭素が上昇できるようにした。前記連結部には、４重のガーゼ（市販のもの）により、ガーゼ層を設けた。上部の前記箱の上面は、開放させた。また、上部の前記箱の側面に、同様にして孔を開け、二酸化炭素濃度検出器（XP-3140、COSMO製）のノズルを設置した。
　前記空気注入部からの空気の流量を、約１００ｃｍ３／秒、前記二酸化炭素注入部からの二酸化炭素の流量を、１０ｃｍ３／秒として、二酸化炭素濃度の測定値が一定になるまで、注入を行った。その後、前記噴霧器から、前記混合液を、１０回連続で噴霧した。前記混合液の噴霧量は、１０回で合計約４ｍLであった。前記噴霧後、約20秒後に、二酸化炭素濃度の測定値が最低値となった。
　この結果を、図２６に示す。図２６は、前記接触後約20秒後に、前記二酸化炭素の測定値が最低値となった時の、前記箱内の二酸化炭素濃度を示すグラフである。図２６において、縦軸は、二酸化炭素濃度（％）を示し、横軸は、左から、前記接触前、前記噴霧による接触後を示す。なお、前記二酸化炭素濃度の値は、合計１０サンプルの測定値の平均値とした。図２６に示すように、前記噴霧による接触により、前記接触前と比較して、前記箱内の二酸化炭素濃度が減少した。
　このように、前記接触手段が開放系である場合においても、前記混合液により、二酸化炭素を吸収できることが確認できた。さらに、噴霧した前記混合液の量が、約４ｍＬという少量であったことから、前記混合液の量が少量であっても、高濃度の二酸化炭素濃度を十分に下げることができることがわかった。このことから、本発明の反応系は、反応効率が極めて優れているといえる。
　以上のように、容器内において、水酸化ナトリウム、および塩化カルシウムを含む混合液と、二酸化炭素を含む気体とを、前記混合液を霧状にした状態で接触させることにより、二酸化炭素を固定できることが確認できた。
［参考例５］
　水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）を含む溶液と、二酸化炭素（ＣＯ２）を含む気体とを接触させる第１の接触工程、および前記第１の接触工程後、前記溶液に、塩化カルシウム（ＣａＣｌ２）を添加する第２の接触工程により、二酸化炭素を固定できることを確認した。
　水酸化ナトリウムを含む溶液として、１Ｎの水酸化ナトリウム溶液（和光純薬工業社製）を用いた。また、１ｍｏｌ／Ｌの塩化カルシウム溶液（和光純薬工業社製）を、蒸留水で希釈し、0.1ｍｏｌ／Ｌの塩化カルシウム溶液を作製した。
　１０ｍＬの試験管に、５ｍｌの１Ｎの前記水酸化ナトリウム溶液を入れ、前記溶液に、二酸化炭素（ＣＯ２100％、小池工業社製）をバブリングすることにより、接触させた（第１の接触工程）。前記バブリングは、パスツールピペットの先端から、二酸化炭素を噴出させた。前記バブリングの条件は、２ｃｍ３／秒、４０秒間とした。前記バブリングにおけるバブルのサイズを、スケールと比較することにより目視で測定した結果、ミリメートル～センチメートルのオーダーであった。
　つぎに、前記第１の接触後の前記溶液を、所定の濃度（0.1Nおよび0.05N）となるように蒸留水で希釈した。１０ｍＬの試験管に、３ｍＬの前記希釈後の前記溶液を入れ、前記溶液に、３ｍｌの0.1ｍｏｌ／Ｌの前記塩化カルシウム溶液を添加した（第２の接触工程）。前記接触後、前記添加後の混合液を３，０００ｒｐｍ、１０分間の条件で遠心した。そして、前記接触前および後に、前記試験管の重量を測定し、前記接触前および後における前記重量の差を、沈殿量として算出した。
　また、二酸化炭素の吸収に対する水酸化ナトリウムの濃度効果をみるため、以下の実験を行った。１Ｎの前記水酸化ナトリウム溶液を、前記所定の濃度（0.1Nおよび0.05N）となるように、蒸留水で希釈した。１０ｍＬの試験管に、３ｍｌの前記所定の濃度の水酸化ナトリウム溶液を入れ、前記溶液に、二酸化炭素をバブリングすることにより、接触させた（第１の接触工程）。前記バブリングの条件は、２ｃｍ３／秒、２０秒間とした。そして、前記溶液に、３ｍｌの0.1mol/Lの前記塩化カルシウム溶液を添加した（第２の接触工程）。前記添加後、同様にして、沈殿量を算出した。
　これらの結果を、図２７に示す。図２７は、前記二酸化炭素との接触により、前記混合液において生じた沈殿の重さを示すグラフである。図２７において、縦軸は、試験管あたりの前記沈殿の重さ（ｇ）を示し、横軸は、各実験条件を示し、左のグラフは、前記第１工程を１Ｎの前記水酸化ナトリウム溶液を用いて行った結果（「High Concentration」）を示し、右のグラフは、前記第１工程を前記希釈後の前記水酸化ナトリウム溶液を用いて行った結果（「Low Concentration」）を示す。なお、前記沈殿の重さの値は、４サンプルの測定値の平均値とした。図２７に示すように、前記第１の接触工程および前記第２の接触工程を行った結果、前記第１の接触工程をいずれの濃度で行った場合も、前記沈殿が生じた。また、前記第１の接触工程を高濃度で行った場合、前記沈殿の量がより多かった。
　さらに、前記第１工程で生成した炭酸水素ナトリウム（ＮａＨＣＯ３）および炭酸ナトリウム（Ｎａ２ＣＯ３）が、前記第２工程において塩化カルシウムと反応し、沈殿を生じることを確認した。
　前述と同様にして、0.5ｍｏｌ／Ｌの塩化カルシウム溶液を作製した。１０ｍＬの試験管に、１ｍｌの１Ｎの炭酸水素ナトリウム溶液（和光純薬工業社製）、１ｍｌの蒸留水、２ｍｌの0.5ｍｏｌ／Ｌの前記塩化カルシウム溶液を入れ、ボルテックスミキサーを用いて混合した。その後、生成した沈殿について、前述と同様にして、沈殿量を算出した。
　また、同様にして、２ｍｌの0.5ｍｏｌ／Ｌの炭酸ナトリウム溶液（和光純薬工業製）、２ｍｌの0.5ｍｏｌ／Ｌの前記塩化カルシウム溶液を混合し、生成した沈殿について、沈殿量を算出した。
　この結果を、図２８に示す。図２８は、前記二酸化炭素との接触により、前記混合液において生じた沈殿の重さを示すグラフである。図２８において、縦軸は、試験管あたりの前記沈殿の重さ（ｇ）を示し、横軸は、各実験条件を示す。なお、前記沈殿の重さの値は、前記各サンプルについて、合計４サンプルの測定値の平均値とした。図２８に示すように、前記炭酸水素ナトリウム溶液および前記炭酸ナトリウム溶液は、それぞれ、前記塩化カルシウム溶液との反応により、沈殿を生じた。
　以上から、水酸化ナトリウムを含む溶液と、二酸化炭素を含む気体とを接触させる第１の接触工程、および前記第１の接触工程後、前記溶液に、塩化カルシウムを添加し、さらに、前記添加後の混合液と、前記二酸化炭素を含む気体とを接触させる第２の接触工程により、二酸化炭素を固定できることが確認できた。また、前記第１工程で生成した炭酸水素ナトリウムおよび炭酸ナトリウムが、前記第２工程において塩化カルシウムと反応し、沈殿を生じることが確認できた。
［参考例６］
　前記水酸化ナトリウム溶液および前記塩化カルシウム溶液の濃度を変えても、二酸化炭素を固定できることを確認した。
　参考例５と同様にして、１Ｎの水酸化ナトリウム溶液を用いた。さらに、前記水酸化ナトリウムを含む溶液として、５Ｎの水酸化ナトリウム溶液（和光純薬工業社製）を用いた。また、参考例５と同様にして、0.1ｍｏｌ／Ｌおよび0.5ｍｏｌ／Ｌの前記塩化カルシウム溶液を作製した。
　１Ｎおよび５Ｎの前記水酸化ナトリウム溶液、ならびに、0.1ｍｏｌ／Ｌおよび0.5ｍｏｌ／Ｌの前記塩化カルシウム溶液を用いて、参考例５と同様にして、前記第１の接触工程、および前記第２の接触工程を行った。ただし、５Ｎの前記水酸化ナトリウム溶液を用いた場合のみ、前記第１の接触工程における前記バブリング時間を、２０秒間に代えて、５０秒間とした。そして、参考例５と同様にして、沈殿量を算出した。
　この結果を、図２９に示す。図２９は、前記二酸化炭素との接触により、前記混合液において生じた沈殿の重さを示すグラフである。図２９において、縦軸は、試験管あたりの前記沈殿の重さ（ｇ）を示し、横軸は、各実験条件を示し、左のグラフは、前記第１工程を１Ｎの前記水酸化ナトリウム溶液を用いて行った結果を示し、右のグラフは、前記第１工程を５Ｎの前記水酸化ナトリウム溶液を用いて行った結果を示し、それぞれにおいて、左は、0.1ｍｏｌ／Ｌ前記塩化カルシウム溶液を用いて行った結果、右は、0.5ｍｏｌ／Ｌの前記塩化カルシウム溶液を用いて行った結果を示す。なお、前記沈殿の重さの値は、前記各サンプルについて、合計５サンプルの測定値の平均値とした。図２９に示すように、前記水酸化ナトリウム溶液および前記塩化カルシウム溶液をいずれの濃度にした場合も、前記沈殿が生じた。前記水酸化ナトリウム溶液の濃度を、１Ｎおよび５Ｎにした結果、両者間でほぼ同じ値が得られた。前記塩化カルシウム溶液の濃度を、0.1ｍｏｌ／Ｌおよび0.5ｍｏｌ／Ｌにした結果、0.5ｍｏｌ／Ｌでは、0.1ｍｏｌ／Ｌにした場合と比較して、いずれの前記水酸化ナトリウム溶液の濃度においても、前記沈殿量が約半分の値であった。0.1ｍｏｌ／Ｌの前記塩化カルシウム溶液を用いることにより、より多くの二酸化炭素を固定できることが確認できた。
　以上から、前記水酸化ナトリウム溶液および前記塩化カルシウム溶液の濃度を変えても、二酸化炭素を固定できることが確認できた。
［参考例７］
　前記第１の接触工程における二酸化炭素を含む気体との接触時間を変えても、二酸化炭素を固定できることを確認した。また、前記第１の接触工程および前記第２の接触工程を行わずに、水酸化ナトリウムおよび塩化カルシウムを含む混合液と、二酸化炭素を含む気体とを接触させ、結果を比較した。
　参考例５と同様にして、１Ｎの水酸化ナトリウム溶液を用いた。また、0.1ｍｏｌ／Ｌの前記塩化カルシウム溶液を作製した。
　前記バブリングの条件を、５、１０、２０、３０、６０秒間とした以外は参考例５と同様にして、前記第１の接触工程を行った。
　つぎに、前記第１の接触後の前記溶液に、濃度が約0.1N（初濃度を基準にした概算値）となるように、９ｍＬの蒸留水を加えて希釈した。１０ｍＬの試験管に、３ｍＬの前記希釈後の前記溶液を入れ、前記溶液に、３ｍｌの0.1ｍｏｌ／Ｌの前記塩化カルシウム溶液を添加した（第２の接触工程）。前記接触後、参考例５と同様にして、前記混合液を遠心した。そして、参考例５と同様にして、沈殿量を算出した。
　また、比較例として、以下の実験を行った。１Ｎの前記水酸化ナトリウム溶液を、0.1Nとなるように、蒸留水で希釈した。１０ｍＬの試験管に、３ｍｌの0.1Nの前記水酸化ナトリウム溶液と、３ｍｌの0.1Nの前記塩化カルシウム溶液とを入れて混合し、前記混合液に、前述と同様にして、二酸化炭素をバブリングすることにより、接触させた。前記添加後、同様にして、沈殿量を算出した。
　これらの結果を、図３０に示す。図３０は、前記二酸化炭素との接触により、前記混合液において生じた沈殿の重さを示すグラフである。図３０において、縦軸は、試験管あたりの前記沈殿の重さ（ｇ）を示し、横軸は、バブリング時間を示し、それぞれ、左のグラフは、前記第１の接触工程および前記第２の接触工程を行った結果を示し、右のグラフは、比較例の結果を示す。なお、前記沈殿の重さの値は、合計３回の測定値の平均値とした。図３０に示すように、前記第１の接触工程および前記第２の接触工程を行った結果、いずれのバブリング時間においても、前記沈殿が生じた。５秒～３０秒間のバブリングにおいて、ほぼ同程度の沈殿量が得られた。６０秒間のバブリングを行っても、やや減少したものの、十分な量の沈殿量が得られた。前記比較例の場合、５秒～１０秒間のバブリングにおいて、前記沈殿が生じたが、前記第１の接触工程および前記第２の接触工程を行った結果と比較して、沈殿量は半分以下であった。さらに、２０秒以上のバブリングを行うと、沈殿量は大きく減少した。
　以上から、前記第１の接触工程における二酸化炭素を含む気体との接触時間を変えても、二酸化炭素を固定できることを確認できた。また、前記第１の接触工程および前記第２の接触工程を行った場合、前記第１の接触工程および前記第２の接触工程を行わずに、水酸化ナトリウムおよび塩化カルシウムを含む混合液と、二酸化炭素を含む気体とを接触させた場合と比較して、より効率よく二酸化炭素を固定できることが分かった。
［参考例８］
　水酸化ナトリウム、および塩化カルシウムを含む混合液と、二酸化炭素を含む気体とを、前記気体を前記混合液中にバブリングすることにより接触させることにより、二酸化炭素を固定できることを確認した。
　参考例６と同様にして、0.05Ｎの前記水酸化ナトリウムと0.05ｍｏｌ／Ｌの前記塩化カルシウムとを含む混合液を作製した。５００ｍｌの前記混合液を、プラスチックボトル（市販のもの、幅7.5ｃｍ、奥行7.5ｃｍ、高さ12ｃｍ）に入れ、図３３に示すように、前記混合液に、水槽生物用のバブリング装置（製品名：ブクブク（セットに含まれるエアポンプ、ホース、およびエアストーンを組立てたもの）、コトブキ工芸株式会社製）を用いて、空気をバブリングすることにより接触させた。なお、図３３において、前記プラスチックボトルの内部を透視的に図示している。前記バブリングは、２０ｃｍ３／秒の条件で、９時間、および１２時間行った。前記バブリングにおけるバブルのサイズを、スケールと比較することにより目視で測定した結果、マイクロメートル～ミリメートルのオーダーであった。前記接触後、５ｍＬの前記混合液を取得し、３，０００ｒｐｍ、１０分間の条件で遠心した後、沈殿物を秤量した。また、前記空気に代えて、前記空気に前記二酸化炭素を混合することにより二酸化炭素濃度を15％にした混合空気を用い、前記バブリングを1.5時間行った以外は同様にして、実験を行った。
　この結果を、図３４に示す。図３４は、前記二酸化炭素との接触により、前記混合液において生じた沈殿の重さを示すグラフである。図３４において、縦軸は、前記沈殿の重さ（ｇ）を示し、横軸は、各実験条件を示す。なお、前記沈殿の重さの値は、前記各混合液のサンプルについて、合計４サンプルの測定値の平均値とした。図３４に示すように、前記空気、および前記混合空気のバブリングにより、沈殿が生じた。前記空気のバブリングにおいて、時間経過に応じて、沈殿量が増加していた。
　つぎに、容器の形態を変えて、実験を行った。前記容器として、前記プラスチックボトルに代えて、直径40ｍｍ、高さ50ｃｍの塩化ビニル製のパイプ（市販のもの）を用いた。前記パイプは、底部となる一端にパイプキャップ（市販のもの）を取付けた。図３５は、前記パイプの形態を説明する概略図である。なお、図３５において、前記パイプの内部を透視的に図示している。また、参考例５と同様にして、0.1Ｎの前記水酸化ナトリウム溶液および0.1ｍｏｌ／Ｌの前記塩化カルシウム溶液を作製した。２５０ｍｌの前記水酸化ナトリウム溶液および２５０ｍｌの前記塩化カルシウム溶液を、前記パイプに入れ、前記混合液に、前述と同様にして、約１分間、空気をバブリングすることにより接触させた。前記接触後、前記パイプの上部空間（高さ約14ｃｍ）における気体について、参考例６と同様にして、二酸化炭素濃度を測定した。また、前記空気の二酸化炭素濃度を、同様にして測定した。
　この結果を、図３６に示す。図３６は、前記接触後の前記パイプ内の二酸化炭素濃度を示すグラフである。図３６において、縦軸は、二酸化炭素濃度（ＰＰＭ）を示し、横軸は、左から、前記空気（Air）、および前記パイプの上部空間における気体（Inner Pipe）を示す。なお、前記二酸化炭素濃度の値は、合計９サンプルの測定値の平均値とした。図３６に示すように、前記接触により、前記パイプ内の二酸化炭素濃度が大きく減少した。
　つぎに、前記空気に代えて、前記空気に前記二酸化炭素を混合することにより二酸化炭素濃度を10％にした混合空気を用いた以外は同様にして、実験を行った。
　この結果を、図３７に示す。図３７は、前記接触後の前記パイプ内の二酸化炭素濃度を示すグラフである。図３７において、縦軸は、二酸化炭素濃度（％）を示し、横軸は、左から、各実験条件を示す。なお、前記二酸化炭素濃度の値は、合計３サンプルの測定値の平均値とした。図３７に示すように、前記接触により、前記パイプ内の二酸化炭素濃度が減少した。
　つぎに、前記混合液の量を変えて、実験を行った。参考例６と同様にして、0.05Ｎの前記水酸化ナトリウムと0.05ｍｏｌ／Ｌの前記塩化カルシウムとを含む混合液を作製した。前記パイプに、１００、２００、３００、４００、および５００ｍｌの前記混合液を入れ、前記混合液に、前述と同様にして、１～２分間、空気をバブリングすることにより接触させた。なお、前記各条件において、前記パイプの底面からの前記混合液の液面の高さは、それぞれ、７、１４、２２、２９、３６ｃｍであった。前記接触後、前記パイプの上部空間（前記パイプの上端から約10ｃｍの位置）における気体について、参考例６と同様にして、二酸化炭素濃度を測定した。また、前記空気の二酸化炭素濃度を、同様にして測定した。
　この結果を、図３８に示す。図３８は、前記接触後の前記パイプ内の二酸化炭素濃度を示すグラフである。図３８において、縦軸は、二酸化炭素濃度（ＰＰＭ）を示し、横軸は、左から、前記空気（Control）、および前記液面の高さを示す。なお、前記二酸化炭素濃度の値は、合計３サンプルの測定値の平均値とした。図３８に示すように、前記接触により、前記液面の高さが、７ｃｍであっても、前記パイプ内の二酸化炭素濃度が大きく減少した。また、前記液面の高さ（前記混合液の量）が大きくなるに従って、二酸化炭素濃度はより減少した。
　つぎに、前記接触の形態を変えて、実験を行った。参考例６と同様にして、0.05Ｎの前記水酸化ナトリウムと0.05ｍｏｌ／Ｌの前記塩化カルシウムとを含む混合液を作製した。前記パイプに、５００ｍｌの前記混合液を入れ、前述と同様にして、１～２分間、空気をバブリングすることにより接触させた。一方、前記接触において、前記バブリング装置の前記ホースの先端に接続した前記エアストーンを取り外して、前記ホース（直径約５ｍｍ、シリコン製）から直接空気をバブリングすることにより接触させた以外は同様にして、実験を行った。前記バブリングにおけるバブルのサイズを、スケールと比較することにより目視で測定した結果、ミリメートル～センチメートルのオーダーであった。前記接触後、前述と同様にして、二酸化炭素濃度を測定した。また、前記空気の二酸化炭素濃度を、同様にして測定した。
　この結果を、図３９に示す。図３９は、前記接触後の前記パイプ内の二酸化炭素濃度を示すグラフである。図３９において、縦軸は、二酸化炭素濃度（ＰＰＭ）を示し、横軸は、左から、前記空気（Control）、前記エアストーンからバブリングした場合（Ball）、および前記ホースからバブリングした場合（Tube）を示す。なお、前記二酸化炭素濃度の値は、合計４サンプルの測定値の平均値とした。図３９に示すように、前記エアストーンからバブリングすることにより、前記パイプ内の二酸化炭素濃度が大きく減少した（４．２７％まで減少）。一方、前記ホースからバブリングした場合、二酸化炭素濃度は減少した（６９．４９％まで減少）が、前記エアストーンからバブリングした場合と比較して、減少量は少なかった。このことから、前記バブリングにおけるバブルのサイズが小さいことが、二酸化炭素の吸収において重要であることがわかった。
　以上のように、水酸化ナトリウム、および塩化カルシウムを含む混合液と、二酸化炭素を含む気体とを、前記気体を前記混合液中にバブリングすることにより接触させることにより、二酸化炭素を固定できることを確認できた。
［参考例９］
　水酸化ナトリウムを含む溶液と二酸化炭素を含む気体とを接触させることにより、二酸化炭素を吸収できることを確認した。
　参考例５と同様にして、0.05Ｎの前記水酸化ナトリウム溶液を作製した。前記容積２Ｌの一般的な形状のペットボトルを用い、参考例６と同様にして、前記ペットボトル内を大気と平衡にした。その後、前記ペットボトルに、10ｍＬの前記水酸化ナトリウム溶液を入れ、静置することにより、前記溶液と大気中の二酸化炭素とを接触させた。前記接触後、０分（接触直後）、１５分、３０分、６０分後に、参考例６と同様にして、前記ペットボトル内の二酸化炭素濃度を測定した。
　この結果を、図４０に示す。図４０は、前記接触後の前記ペットボトル内の二酸化炭素濃度を示すグラフである。図４０において、縦軸は、二酸化炭素濃度（ＰＰＭ）を示し、横軸は、前記接触後の経過時間（分）を示す。なお、前記二酸化炭素濃度の値は、合計３サンプルの測定値の平均値とした。図４０に示すように、前記接触により、前記接触直後と比較して、１５分、３０分、６０分後に、前記ペットボトル内の二酸化炭素濃度が減少した。
　つぎに、前記接触の形態を変えて、前記接触を行った。前記ペットボトルに代えて、図４１に示す、容積２Ｌのプラスチックボックス（市販のもの）を用いた。なお、図４１において、前記プラスチックボックスの内部を透視的に図示している。前記プラスチックボックスに、５００ｍＬの0.1Ｎの前記水酸化ナトリウム溶液を入れた後、図４１に示すように、前記プラスチックボックスの上面をプラスチック製のプレートで覆った。前記溶液に、バブリング装置（製品名：Micro bubbler（F-1056-002）、フロント工業株式会社製）を用いて、空気をバブリングすることにより接触させた。前記バブリングは、２０ｃｍ３／秒の条件で行った。前記バブリングにおけるバブルのサイズを、スケールと比較することにより目視で測定した結果、マイクロメートル～ミリメートルのオーダーであった。そして、前記接触開始直後（０分）、５分後、１０分後、および１５分後に、前記プラスチックボックス内の上部空間の二酸化炭素濃度を、前記二酸化炭素モニターを用いて測定した。
　この結果を、図４２に示す。図４２は、前記接触後の前記プラスチックボックス内の二酸化炭素濃度を示すグラフである。図４２において、縦軸は、二酸化炭素濃度（ＰＰＭ）を示し、横軸は、左から、前記接触開始直後（0 time）、５分後（5 min）、１０分後（10 min）、および１５分後（15 min）を示す。図４２に示すように、前記接触開始から５分後には、前記プラスチックボックス内の二酸化炭素濃度が大きく減少した。その後、前記接触後の経過時間に応じて、二酸化炭素濃度は徐々に減少した。
　つぎに、容器の形態を変えて、実験を行った。前記容器として、前記プラスチックボトルに代えて、参考例８に記載の前記パイプを用いた。前記パイプに、２００ｍｌの0.1Ｎの前記水酸化ナトリウム溶液を入れ、前記溶液に、前述と同様にして、二酸化炭素濃度を10％にした前記混合空気をバブリングすることにより接触させた。そして、前記接触開始から５分後まで継続して、前記パイプ内の上部空間の二酸化炭素濃度を、前記二酸化炭素モニターを用いて測定した。また、１Ｎの前記水酸化ナトリウム溶液を用いた以外は同様にして、２分後まで二酸化炭素濃度を測定した。
　この結果を、図４３に示す。図４３は、前記接触開始から２分後の前記パイプ内の二酸化炭素濃度を示すグラフである。図４３において、縦軸は、二酸化炭素濃度（ＰＰＭ）を示し、横軸は、前記水酸化ナトリウム溶液の濃度を示す。図４３に示すように、0.1Ｎの前記水酸化ナトリウム溶液を用いた場合、前記パイプ内の二酸化炭素濃度が、前記接触開始直後から急速に減少し、２分後において、前記接触開始直後の値と比較して、７．５％まで減少した。その後、前記接触開始から５分後まで、前記濃度はほぼ一定の値であった。また、１Ｎの前記水酸化ナトリウム溶液を用いた場合、同様に、前記パイプ内の二酸化炭素濃度が、前記接触開始直後から急速に減少し、２分後において、「０」になった。
　以上のように、水酸化ナトリウムを含む溶液と二酸化炭素を含む気体とを接触させることにより、二酸化炭素を吸収できることを確認できた。
［参考例１０］
　水酸化ナトリウムを含み、さらに、第２族元素の塩化物、および２価の金属元素の塩化物を含む混合液と、二酸化炭素を含む気体とを接触させることにより、二酸化炭素を固定できることを確認した。
　第２族元素の塩化物、および２価の金属元素の塩化物として、塩化マグネシウム（ＭｇＣｌ２、和光純薬工業社製）、塩化亜鉛（ＺｎＣｌ２、和光純薬工業社製）、塩化ストロンチウム（ＳｒＣｌ２、和光純薬工業社製）、塩化バリウム（ＢａＣｌ２、和光純薬工業社製）を用いた。前記塩化物を、それぞれ、蒸留水で希釈し、0.1ｍｏｌ／Ｌの各金属塩化物溶液を作製した。また、参考例５と同様にして、0.1Ｎの前記水酸化ナトリウム溶液を作製した。
　２ｍＬの前記各金属塩化物溶液と、１ｍＬの前記水酸化ナトリウム溶液を混合した。前記混合液に、参考例５と同様にして、二酸化炭素をバブリングすることにより、接触させた。前記混合後、および前記二酸化炭素との接触後、参考例５と同様にして、沈殿量を算出した。
　この結果を、図４４に示す。図４４は、前記二酸化炭素との接触により、前記混合液において生じた沈殿の重さを示すグラフである。図４４において、縦軸は、試験管あたりの前記沈殿の重さ（ｇ）を示し、横軸は、前記混合液に含まれる各金属塩化物を示し、それぞれ、左のグラフが前記混合後、右のグラフが前記二酸化炭素との接触後を示す。なお、前記沈殿の重さの値は、前記各混合液のサンプルについて、合計４サンプルの測定値の平均値とした。図４４に示すように、前記塩化マグネシウム溶液および前記塩化亜鉛溶液を用いた場合、前記混合後、沈殿量が大きく増加し、前記二酸化炭素との接触後、沈殿量が減少した。また、前記塩化ストロンチウム溶液および前記塩化バリウム溶液を用いた場合、前記混合後、沈殿量が増加し、前記二酸化炭素との接触後、沈殿量がさらに増加した。
　つぎに、前記第２族元素の塩化物、および前記２価の金属元素の塩化物を用いて、前記接触後の二酸化炭素濃度を測定した。
　前記容器として、参考例８に記載の前記パイプを使用した。５０ｍｌの０．１Ｎの前記水酸化ナトリウム溶液および５０ｍｌの0.1ｍｏｌ／Ｌの各金属塩化物溶液を、前記パイプに入れ、前記混合液に、前記参考例８と同様にして、空気をバブリングすることにより接触させた。前記接触後、前記パイプの上部空間（高さ約14ｃｍ）における気体について、参考例６と同様にして、二酸化炭素濃度を測定した。前記測定において、前記接触から２～３分後に、二酸化炭素濃度の値がほぼ一定になったことを確認し、この値を測定値とした。また、コントロールとして、前記空気の二酸化炭素濃度を、同様にして測定した。
　この結果を、図４５に示す。図４５は、前記接触後の前記パイプ内の二酸化炭素濃度を示すグラフである。図４５において、縦軸は、二酸化炭素濃度（ＰＰＭ）を示し、横軸は、各金属塩化物を示す。なお、前記二酸化炭素濃度の値は、合計３サンプルの測定値の平均値とした。図４５に示すように、前記接触により、いずれの金属塩化物を用いた場合においても、コントロールの値と比較して、前記パイプ内の二酸化炭素濃度が減少した。特に、前記塩化ストロンチウム溶液および前記塩化バリウム溶液を用いた場合、前記二酸化炭素濃度が大きく減少した。
　以上のように、水酸化ナトリウムを含み、さらに、第２族元素の塩化物、および２価の金属元素の塩化物を含む混合液と、二酸化炭素を含む気体とを接触させることにより、二酸化炭素を固定できることを確認できた。
［参考例１１］
　水酸化ナトリウム、および塩化カルシウムを含む混合液と、二酸化炭素を含む気体とを、所定の温度条件下で接触させることにより、二酸化炭素を固定できることを確認した。
　参考例６と同様にして、0.05Ｎの前記水酸化ナトリウムと0.05ｍｏｌ／Ｌの前記塩化カルシウムとを含む混合液を作製した。１０ｍＬの試験管に、３ｍＬの前記各濃度の水酸化ナトリウム溶液と、３ｍＬの0.1ｍｏｌ／Ｌの前記塩化カルシウム溶液とを入れて混合し、前記混合液に、参考例５と同様にして、二酸化炭素をバブリングすることにより接触させた。前記バブリングは、２ｃｍ３／秒の条件で、１０秒間行った。前記接触において、前記混合液の温度を、Unithermo Shaker NTS-120, EYLEA, (Tokyo Rikakikai Co., Ltd.)を用いて、それぞれ、５℃、２０℃、３０℃、４０℃、５０℃、６０℃、７０℃、８０℃に保持した。前記接触後、参考例５と同様にして、沈殿量を算出した。
　この結果を、図４６に示す。図４６は、前記二酸化炭素との接触により、前記混合液において生じた沈殿の重さを示すグラフである。図４６において、縦軸は、試験管あたりの前記沈殿の重さ（ｇ）を示し、横軸は、温度を示す。なお、前記沈殿の重さの値は、前記温度ごとに、実験を３～５回行い、各実験において４～８サンプルの測定値を取得し、これらの測定値の平均値とした。図４６に示すように、いずれの温度条件下においても、前記二酸化炭素との接触後、沈殿が生成した。前記沈殿量は、前記混合液の温度が５℃から６０℃の間では、ほぼ一定の値であり、７０℃において大きく増加した。前記混合液の温度が８０℃においても、５℃から６０℃の間における前記一定の値よりも大きい値が得られた。
　以上のように、水酸化ナトリウム、および塩化カルシウムを含む混合液と、二酸化炭素を含む気体とを、所定の温度条件下で接触させることにより、二酸化炭素を固定できることを確認できた。特に、前記二酸化炭素の固定が、高温での処理に適していることを確認できた。
［参考例１２］
　本発明の二酸化炭素の固定装置を用いて、二酸化炭素を固定できることを確認した。
　図４７に示す二酸化炭素の固定装置を、以下のようにして作製した。第１反応容器１０として、大きさ（高さ７３ｃｍ、奥行き４１ｃｍ、幅５１ｃｍ）、容量約７６Ｌのプラスチック製の容器を用いた。第１反応容器１０を、金属製のラック（市販のもの）に設置した。液体循環流路３０として、ホース（市販のもの）、およびパイプ（市販のもの）を用い、前記ホースおよび前記パイプを、それぞれ、ポンプ４０（Iwaki Magnet Pump MD-100R-5M）に接続した。ポンプ４０は、前記ラックの上部の空間（収容部５０）に設置した。前記パイプの液体吸込端部３１０には、ストレーナー（市販のもの）を接続し、前記ホースの液体放出端部３２０には、アスピレーター（品番1-689-04、アズワン社製）を接続し、それぞれ、第１反応容器１０内に設置した。また、前記アスピレーターには、気体取込み用のホースＸを接続し、ホースＸの他端を、前記ラックの天井に設けた穴から外部に通した。これにより、前記外部から取込んだ大気が、前記アスピレーターにより液体循環流路３０内の液体に取込まれ、液体放出端部３２０から噴出されるようにした。
　また、第１反応容器１０の上部空間の側面部に、液面から７ｃｍの位置となるように穴（直径６ｃｍ）（図示せず）を設け、前記穴に塩化ビニル製のパイプを通し、前記上部空間の気体を第１反応容器１０外に放出させた。そして、前記放出させた気体中の二酸化炭素濃度を、二酸化炭素モニター（GX-6000、RIKEN KEIKI製）により測定した。
　第１反応容器１０に、４０Ｌの水を入れた後、２Ｌの１Ｎの水酸化ナトリウム溶液を、作業者により投入した。前記投入後すぐに、ポンプ４０を作動させ、ポンプ４０により、前記溶液を液体吸込端部３１０から吸込み、前記吸込んだ前記溶液を液体放出端部３２０から放出させた。その後すぐに、２Ｌの１ｍｏｌ／Ｌの塩化カルシウムを含む溶液を、作業者により投入した。前記投入後、気体の出入りを防ぐため、第１反応容器１０の蓋を閉じた。前記塩化カルシウムを含む溶液の投入時点を０分とし、経過時間を測定した。
　この結果、前記投入時点（０分）において、前記二酸化炭素濃度は４００ＰＰＭであった。そして、前記投入直後から、前記二酸化炭素濃度は急激に低下し、前記投入から２０秒後における前記二酸化炭素濃度は２８０ＰＰＭ、３０秒後における前記二酸化炭素濃度は２６０ＰＰＭ、４０秒後における前記二酸化炭素濃度は２２０ＰＰＭ、５０秒後における前記二酸化炭素濃度は２００ＰＰＭ、６０秒後における前記二酸化炭素濃度は１８０ＰＰＭ、１分２０秒後における前記二酸化炭素濃度は１６０ＰＰＭ、１分４０秒後における前記二酸化炭素濃度は１４０ＰＰＭ、２分後における前記二酸化炭素濃度は１００ＰＰＭ、２分２０秒後における前記二酸化炭素濃度は８０ＰＰＭ、２分４０秒後における前記二酸化炭素濃度は６０ＰＰＭ、３分後における前記二酸化炭素濃度は４０ＰＰＭ、３分２０秒後における前記二酸化炭素濃度は２０ＰＰＭであった。そして、前記投入から３分４５秒後に、前記二酸化炭素濃度は０ＰＰＭになった。その後、前記投入から１０分後まで測定を行ったところ、いずれの経過時間においても、前記二酸化炭素濃度は０ＰＰＭであった。
　以上のように、本発明の二酸化炭素の固定装置を用いて、二酸化炭素を固定できることを確認できた。
　以上、実施形態および実施例を参照して本発明を説明したが、本発明は、上記実施形態および実施例に限定されるものではない。本発明の構成や詳細には、本発明のスコープ内で当業者が理解しうる様々な変更をすることができる。
　本発明において、海水を濃縮せずに、そのまま使用することが好ましい。工業的には、現在、海水を濃縮した苦汁等が水酸化マグネシウムの製造に使用されているが、苦汁を製造するためには、加熱するなどの工程が必要であり、コストがかかる。
　一方、海水中のCaイオン濃度は0.010　mol/lであり、Ca(OH)2の溶解度は0.023　mol/lであり、高い溶解度である。海水を2.3　倍以上に濃縮した場合、十二分のNaOHが存在すると、Ca(OH)2の沈殿が生じることになる。これらを元に電気分解はもとより外部からNaOHを添加し、Mg(OH)2を沈殿させても、理論的にMg(OH)2の沈殿中にCa(OH)2の沈殿が混在する可能性がある。しかし、本発明において、海水を濃縮せず、そのまま使用すれば、Mg(OH)2の沈殿には、Ca(OH)2が含まれなくなり、仮に含まれたとしても、わずかである。本発明において、海水を2槽式で電気分解する方法を採用すれば、純度の高い水酸化マグネシウムを得ることができ、極めて優れた方法である。なお、海水中には、カリウムも含まれているが、KOHの溶解度が28.2　mol/lと極めて高く、その結果、水酸化マグネシウムの回収には問題ない。
　以上のように、本発明によれば、水酸化マグネシウムの製造が可能な、新たな、金属原料製造装置を提供することができる。
１、２、３　　　　二酸化炭素の固定装置
４　　　　　　　　金属原料製造装置
４１　　　　　　　海水供給部
４２　　　　　　　電気供給部
４３　　　　　　　電気分解部
４４　　　　　　　金属原料回収部
１０　　　　　　　反応容器
１０Ａ　　　　　　第１反応容器
１０Ｂ　　　　　　第２反応容器
１１　　　　　　　反応室
１１Ａ　　　　　　第１反応室
１１Ｂ　　　　　　第２反応室
１２　　　　　　　電解室
１２Ａ　　　　　　陽極室
１２Ｂ　　　　　　陰極室
１２Ｃ　　　　　　中間室
１２１Ａ　　　　　陽極
１２１Ｂ　　　　　陰極
１３Ａ、Ｂ　　　　隔壁
２０Ａ、Ｂ、Ｃ　　二酸化炭素固定剤投入手段
３０　　　　　　　気体送入手段
３１　　　　　　　挿入端部
４０Ａ、Ｂ、Ｃ　　気体取出部
５０　　　　　　　液体取出部
５１　　　　　　　フィルター
５２　　　　　　　液体放出部
５３　　　　　　　ポンプ
５４　　　　　　　流量調整手段
６０　　　　　　　液体循環流路
６１　　　　　　　液体吸込端部
６２　　　　　　　液体放出端部
６３　　　　　　　アスピレーター
６４　　　　　　　流量調整手段
７０　　　　　　　ポンプ
８０、８０Ａ、Ｂ　容器連通流路
８１、８１Ａ、Ｂ　ポンプ
８２、８２Ａ、Ｂ　流量調整手段
８３　　　　　　　アスピレーター

Claims (34)

  1. 海水供給部、電気供給部、電気分解部、金属原料回収部を含み、
    前記海水供給部は、
    第１海水供給部を含み、
    前記電気供給部は、前記電気分解部に電気を供給し、
    前記電気分解部は、第１反応部を含み、
    前記金属原料回収部は、第１回収部を含み、
    前記第１海水供給部は、第１海水を前記第１反応部に供給し、
    前記第１海水中には、ナトリウムイオン、塩素イオン、マグネシウムイオン、カルシウムイオンが存在し、
    前記第１反応部において、供給された電気を使って前記第１海水を電気分解することにより、前記第１海水中において、水素ガス、塩素ガス、及び、水酸化物イオンを生成させ、前記水酸化物イオンが前記第１海水中の前記マグネシウムイオンと反応して水酸化マグネシウムを生成し、
    前記第１回収部は、前記生成した水酸化マグネシウムを回収する、
    金属原料製造装置。
  2. 前記第１反応部において、前記水酸化マグネシウムの沈殿物が生成し、
    前記第１回収部は、前記水酸化マグネシウムの沈殿物を回収する、
    請求項１記載の金属原料製造装置。
  3. 前記電気供給部は、第１発電部を含み、
    前記第１発電部は、再生可能エネルギーを使用した発電部である、
    請求項１又は２記載の金属原料製造装置。
  4. 前記第１発電部は、太陽光発電、風力発電、波力発電、及び、地熱発電の少なくとも一つの発電を含む、
    請求項３記載の金属原料製造装置。
  5. 前記電気供給部は、さらに、第２発電部を含み、
    前記第２発電部は、水素燃料電池であり、
    前記水素燃料電池は、前記電気分解部による前記海水の電気分解により生成した水素を用いて発電する、
    請求項１から４のいずれか一項に記載の金属原料製造装置。
  6. 前記海水供給部は、さらに、第２海水供給部を含み、
    前記電気分解部は、さらに、第２反応部を含み、
    前記第２反応部は、ガス供給部を含み、
    前記金属原料回収部は、さらに、第２回収部を含み、
    前記第２海水供給部は、前記第２反応部に対し、前記第１反応部で前記水酸化マグネシウムが回収された後の第２海水を供給し、
    前記第２海水中には、前記ナトリウムイオン、前記水酸化物イオン、及び、前記カルシウムイオンが存在し、
    前記ガス供給部は、前記第２反応部に、二酸化炭素含有ガスを供給し、
    前記第２反応部において、前記第２海水中の前記ナトリウムイオン、前記水酸化物イオン及び前記カルシウムイオンが前記二酸化炭素含有ガス中の二酸化炭素と反応して、炭酸カルシウムが生成し、
    前記第２回収部は、生成した前記炭酸カルシウムを回収する、
    請求項１から５項のいずれか一項に記載の金属原料製造装置。
  7. 前記二酸化炭素含有ガスは、空気、燃料を燃焼させて生成する排気ガス、及び前記空気と前記排気ガスの混合ガスから選択された少なくとも一つのガスである、
    請求項６記載の金属原料製造装置。
  8. 前記電気供給部は、第３発電部を含み、
    前記第３発電部は、燃焼部、発電機、及びガス排気部を含み、
    前記燃焼部は、燃料を燃焼して熱エネルギーを発生し、
    前記発電部は、前記熱エネルギーを駆動力に変換して前記発電機を駆動して発電し、
    前記ガス排気部は、前記燃焼により生じる二酸化炭素含有ガスを排気し、
    前記ガス供給部は、排気された前記二酸化炭素含有ガスを前記第２反応部に供給する、
    請求項６又は７記載の金属原料製造装置。
  9. 前記燃焼部での燃焼は、石炭、石油、天然ガス、産業廃棄物、及び、バイオマスからなる群から選択される少なくとも一つの燃料の燃焼である、
    請求項８記載の金属原料製造装置。
  10. さらに、試薬供給部を含み、
    前記試薬供給部は、塩化ナトリウム及び塩化カルシウムの少なくとも一つの試薬を前記第１海水及び前記第２海水の少なくとも一方に供給可能である、
    請求項１から９のいずれか一項に記載の金属原料製造装置。
  11. さらに、濃度制御部を含み、
    前記濃度制御部は、前記第１海水及び前記第２海水の少なくとも一方において、前記ナトリウムイオン及び前記水酸化物イオンの濃度を、水酸化ナトリウムの濃度として０．２Ｎ以下に制御する、
    請求項１から１０のいずれか一項に記載の金属原料製造装置。
  12. 前記濃度制御部は、前記第１海水及び前記第２海水の少なくとも一方において、前記水酸化ナトリウムの濃度を０．０５Ｎ以上に制御する、
    請求項１１記載の金属原料製造装置。
  13. 前記濃度制御部は、前記第１海水及び前記第２海水の少なくとも一方において、前記塩素イオン及び前記カルシウムイオンの濃度を、塩化カルシウムの濃度として、
    ０．０５ｍｏｌ／Ｌ以上に制御する、請求項１１又は１２記載の金属原料製造装置。
  14. 前記第２反応部は、さらに、温度制御部を含み、
    前記温度制御部は、前記第２海水の温度を７０℃以上に制御する、請求項６から１３のいずれか一項に記載の金属原料製造装置。
  15. 前記電気供給部は、さらに、蓄電部を含み、
    前記蓄電部は、蓄電された電気を前記電気分解部に供給する、
    請求項１から１４の金属原料製造装置。
  16. さらに、海水淡水化部を含み、
    前記海水淡水化部は、逆浸透膜及び加圧部を含み、
    前記加圧部による加圧により、海水を、前記逆浸透膜を透過させることにより、前記海水から淡水及び濃縮海水が生成し、
    前記第１反応部及び第２反応部の少なくとも一方に、前記濃縮海水が供給可能である、
    請求項１から１５のいずれか一項に記載の金属原料製造装置。
  17. 前記海水淡水化部の前記加圧部は、ポンプ部を含み、
    前記ポンプ部は、前記電気供給部により供給される電気により駆動される、
    請求項１６記載の金属原料製造装置。
  18. 海水供給工程、電気供給工程、電気分解工程、金属原料回収工程を含み、
    前記海水供給工程は、
    第１海水供給工程を含み、
    前記電気供給工程は、前記電気分解工程に電気を供給し、
    前記電気分解工程は、第１反応工程を含み、
    前記金属原料回収工程は、第１回収工程を含み、
    前記第１海水供給工程は、第１海水を前記第１反応工程に供給し、
    前記第１海水中には、ナトリウムイオン、塩素イオン、マグネシウムイオン、カルシウムイオンが存在し、
    前記第１反応工程において、供給された電気を使って前記第１海水を電気分解することにより、前記第１海水中において、水素ガス、塩素ガス、及び、水酸化物イオンを生成させ、前記水酸化物イオンが前記第１海水中の前記マグネシウムイオンと反応して水酸化マグネシウムを生成し、
    前記第１回収工程は、前記生成した水酸化マグネシウムを回収する、
    金属原料製造方法。
  19. 前記第１反応工程において、前記水酸化マグネシウムの沈殿物が生成し、
    前記第１回収工程は、前記水酸化マグネシウムの沈殿物を回収する、
    請求項１８記載の金属原料製造方法。
  20. 前記電気供給工程は、第１発電工程を含み、
    前記第１の発電工程は、再生可能エネルギーを使用した発電工程である、
    請求項１８又は１９記載の金属原料製造方法。
  21. 前記第１発電工程は、太陽光発電、風力発電、波力発電、及び、地熱発電の少なくとも一つの発電を含む、
    請求項２０記載の金属原料製造方法。
  22. 前記電気供給工程は、さらに、第２発電工程を含み、
    前記第２発電工程は、水素燃料電池により電気を供給し、
    前記水素燃料電池は、前記電気分解工程による前記海水の電気分解により生成した水素を用いて発電する、
    請求項１８から２１のいずれか一項に記載の金属原料製造方法。
  23. 前記海水供給工程は、さらに、第２海水供給工程を含み、
    前記電気分解工程は、さらに、第２反応工程を含み、
    前記第２反応工程は、ガス供給工程を含み、
    前記金属原料回収工程は、さらに、第２回収工程を含み、
    前記第２海水供給工程は、前記第２反応工程に対し、前記第１反応工程で前記水酸化マグネシウムが回収された後の第２海水を供給し、
    前記第２海水中には、前記ナトリウムイオン、前記水酸化物イオン、及び、前記カルシウムイオンが存在し、
    前記ガス供給工程は、前記第２反応工程に、二酸化炭素含有ガスを供給し、
    前記第２反応工程において、前記第２海水中の前記ナトリウムイオン、前記水酸化物イオン及び前記カルシウムイオンが前記二酸化炭素含有ガス中の二酸化炭素と反応して、炭酸カルシウムが生成し、
    前記第２回収工程は、生成した前記炭酸カルシウムを回収する、
    請求項１８から２２項のいずれか一項に記載の金属原料製造方法。
  24. 前記二酸化炭素含有ガスは、空気、燃料を燃焼させて生成する排気ガス、及び前記空気と前記排気ガスの混合ガスから選択された少なくとも一つのガスである、
    請求項２３記載の金属原料製造方法。
  25. 前記電気供給工程は、第３発電工程を含み、
    前記第３発電工程は、燃焼工程、及びガス排気工程を含み、
    前記燃焼工程は、燃料を燃焼して熱エネルギーを発生し、
    前記発電工程は、前記熱エネルギーを駆動力に変換して発電機を駆動して発電し、
    前記ガス排気工程は、前記燃焼により生じる二酸化炭素含有ガスを排気し、
    前記ガス供給工程は、排気された前記二酸化炭素含有ガスを前記第２反応工程に供給する、
    請求項２３又は２４記載の金属原料製造方法。
  26. 前記燃焼工程での燃焼は、石炭、石油、天然ガス、産業廃棄物、及び、バイオマスからなる群から選択される少なくとも一つの燃料の燃焼である、
    請求項２５記載の金属原料製造方法。
  27. さらに、試薬供給工程を含み、
    前記試薬供給工程は、塩化ナトリウム及び塩化カルシウムの少なくとも一つの試薬を前記第１海水及び前記第２海水の少なくとも一方に供給可能である、
    請求項１８から２６のいずれか一項に記載の金属原料製造方法。
  28. さらに、濃度制御工程を含み、
    前記濃度制御工程は、前記第１海水及び前記第２海水の少なくとも一方において、前記ナトリウムイオン及び前記水酸化物イオンの濃度を、水酸化ナトリウムの濃度として０．２Ｎ以下に制御する、
    請求項１８から２７のいずれか一項に記載の金属原料製造方法。
  29. 前記濃度制御工程は、前記第１海水及び前記第２海水の少なくとも一方において、前記水酸化ナトリウムの濃度を０．０５Ｎ以上に制御する、
    請求項２８記載の金属原料製造方法。
  30. 前記濃度制御工程は、前記第１海水及び前記第２海水の少なくとも一方において、前記塩素イオン及び前記カルシウムイオンの濃度を、塩化カルシウムの濃度として、
    ０．０５ｍｏｌ／Ｌ以上に制御する、請求項２８又は２９記載の金属原料製造方法。
  31. 前記第２反応工程は、さらに、温度制御工程を含み、
    前記温度制御工程は、前記第２海水の温度を７０℃以上に制御する、請求項２３から３０のいずれか一項に記載の金属原料製造方法。
  32. 前記電気供給工程は、さらに、蓄電工程を含み、
    前記蓄電工程は、蓄電された電気を前記電気分解工程に供給する、
    請求項１８から３１の金属原料製造方法。
  33. さらに、海水淡水化工程を含み、
    前記海水淡水化工程は、加圧工程を含み、
    前記加圧工程による加圧により、海水を、逆浸透膜を透過させることにより、前記海水から淡水及び濃縮海水が生成し、
    前記第１反応工程及び第２反応工程の少なくとも一方に、前記濃縮海水が供給可能である、
    請求項１８から３２のいずれか一項に記載の金属原料製造方法。
  34. 前記海水淡水化工程の前記加圧工程は、ポンプ部による加圧を行い、
    前記ポンプ部は、前記電気供給工程により供給される電気により駆動される、
    請求項３３記載の金属原料製造方法。
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