东芝研宣布二氧化碳高速转化技能

株式会社东芝(以下称东芝)日前推出的CO2资源化技能“Power to Chemicals”，可以经过电化学反响，将CO2转化为可用作燃料和化学原料的一氧化碳。该项东芝专有技能经过堆叠(Stacking)电解组件进行转化处理，提高了单位面积的处理量，在长23cm×宽12cm左右巨细的约信封巨细面积内，可完结每年高达1.0吨的CO2处理量。

尽管电解组件的堆叠会导致处理速度下降，但东芝经过本身专有技能成功处理了堆叠导致的降速问题。经过堆叠规划提高了单位面积的处理量，在节省空间的一起，可大幅提高CO2转化设备的实用性。以一个每天排放200吨CO2的废物焚烧厂(*1)为例，依据预算，设备约2000m2(相当于5个篮球场巨细)的电解堆就可完结悉数CO2的处理。经过将电解组件进行堆叠，可以进一步扩展处理规划，这有助于该设备尽早完结实用化。

开发布景

为完结脱碳社会，削减工厂等工业部分的CO2排放量势在必行。特别关于CO2排放量大的制铁、化工范畴，削减CO2排放量已成为急迫课题，在此布景下，经过与电力相关的化学反响(电化学反响)将CO2转化为有价值资源，并加以充分使用的技能正在不断进步。东芝开发的“Power to Chemicals”技能是使用可再生能源的剩下电力，经过电解处理中电极外表产生的电化学反响，将CO2转化为有价值资源。

搭载了这种技能的设备往后可以设备在关于CO2有处理需求的工厂内部。一起，考虑到该设备的实用化，有必要进一步提高CO2处理才能，使其可以在有限的空间内完结CO2的大规划处理。东芝经过研制专有的电极介质，成功提高了电流密度(*2)，这是代表CO2处理才能的重要方针。为进一步提高处理才能，完结技能实用化，堆叠电解组件是一种有用的办法。不过，以堆叠形式进行电解的过程中，因为能量丢失所产生的热量会导致CO2处理才能下降(*3)，这是需求霸占的重要课题。

本技能的特征

为此，东芝研制出了在电解组件内部参加冷却设备的堆叠结构。经过在电极之间添加冷却通道，可以有用按捺热量的产生，使CO2转化反响阻滞的问题得以处理。因为冷却通道可以依据发热量进行规划，因而可以依据实践用处将电解组件进行相应的堆叠及规划化处理。使用该技能，东芝试制了由4个电极面积为100cm2的电解组件组成的CO2电解堆，并对其进行了运转测验，终究成功在60 NL/h(*4)的处理速度下完结了CO2转化(每年最高可处理1.0吨CO2)，完结了常温环境下高速处理(图2)。本次研制的电解堆标准为长23cm×宽13cm×高23cm，以一个每天排放200吨CO2的废物焚烧厂为例，依据预算，设置约2000 m2(相当于5个篮球场巨细)的电解堆就可完结CO2处理。

未来展望

东芝往后的方针是完结CO2电解堆的大规划化(添加电解槽层数、加大电解槽尺度)的一起，为将该技能导入相应的使用场景体系中而展开实证作业。东芝将力求在21世纪20年代后半期把这种可以充分使用可再生能源，将CO2转化为资源的，将Power to Chemicals技能投入实践使用。

图1：本次开发的电解堆(电极面积100 cm2，4层电解槽堆叠)外观图

图2：本次开发的CO2电解堆的CO2处理速度

(*1)参考资料：https://www.city.saku.nagano.jp/shigikai/gikaijoho/sisatuhoukoku/7120200122130239026.files/reiwa1keizaikennsetusisatu.pdf

(*2)完结了高水平的CO2向化学原料转化技能

http://www.toshiba.co.jp/rdc/rd/detail_e/e1903_02.html

(*3)因为电解过程中能量丢失而产生热量，在此影响下产生副反响生成氢，导致CO2处理才能下降。

(*4)0℃、1标准大气压下的体积(L)