JP2021115569A - 二酸化炭素固定装置および二酸化炭素固定方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 新たな、二酸化炭素固定装置を提供することができる。【解決手段】 本発明の二酸化炭素固定装置（１）は、塩化カルシウム供給部（１１）、二酸化炭素供給部（１２）、電気分解部（１３）を含み、塩化カルシウム供給部（１１）は、塩化カルシウム水溶液を電気分解部（１３）に供給し、二酸化炭素供給部（１２）は、二酸化炭素含有ガスを電気分解部（１３）に供給し、電気分解部（１３）は、前記塩化カルシウム水溶液を電気分解することにより、前記塩化カルシウム水溶液において、塩素ガス、水素ガス、水酸化物イオン、及びカルシウムイオンを生成させ、前記水酸化物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イオンを生成し、前記炭酸イオンが前記カルシウムイオンと反応して炭酸カルシウムを生成する。【選択図】図１

Description

本発明は、二酸化炭素固定装置および二酸化炭素固定方法に関する。

二酸化炭素の固定方法として、例えば、特許文献１には、水酸化ナトリウム水溶液に二酸化炭素を含む燃焼排ガスを反応させることにより、炭酸ナトリウムを生成させる方法が記載されている。しかし、新たな、二酸化炭素の固定方法が求められている。

特開平６−２６３４３３号公報

そこで、本発明は、新たな、二酸化炭素固定装置および二酸化炭素固定方法の提供を目的とする。

前記目的を達成するために、本発明の第１の二酸化炭素固定装置は、塩化カルシウム供給部、二酸化炭素供給部、電気分解部を含み、前記塩化カルシウム供給部は、塩化カルシウム水溶液を前記電気分解部に供給し、前記二酸化炭素供給部は、二酸化炭素含有ガスを前記電気分解部に供給し、前記電気分解部は、前記塩化カルシウム水溶液を電気分解することにより、前記塩化カルシウム水溶液において、塩素ガス、水素ガス、水酸化物イオン、及びカルシウムイオンを生成させ、前記水酸化物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イオンを生成し、前記炭酸イオンが前記カルシウムイオンと反応して炭酸カルシウムを生成する。

本発明の第２の二酸化炭素固定装置は、塩化カルシウム供給部、電気分解部、反応部、電解後水溶液供給部、二酸化炭素供給部を含み、前記塩化カルシウム供給部は、塩化カルシウム水溶液を前記電気分解部に供給し、前記電気分解部は、前記塩化カルシウム水溶液を電気分解することにより、前記塩化カルシウム水溶液において、塩素ガス、水素ガス、水酸化物イオン、及びカルシウムイオンを生成させ、前記電解後水溶液供給部は、前記反応部に対し、前記塩化カルシウム水溶液を電気分解した後の電解後塩化カルシウム水溶液を供給し、前記二酸化炭素供給部は、二酸化炭素含有ガスを前記反応部に供給し、前記反応部において、前記電解後塩化カルシウム水溶液中の前記水酸化物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イオンを生成し、前記炭酸イオンが前記カルシウムイオンと反応して炭酸カルシウムを生成する。

本発明の第１の二酸化炭素固定方法は、塩化カルシウム供給工程、二酸化炭素供給工程、電気分解工程を含み、前記塩化カルシウム供給工程は、塩化カルシウム水溶液を前記電気分解工程に供給し、前記二酸化炭素供給工程は、二酸化炭素含有ガスを前記電気分解工程に供給し、前記電気分解工程は、前記塩化カルシウム水溶液を電気分解することにより、前記塩化カルシウム水溶液において、塩素ガス、水素ガス、水酸化物イオン、及びカルシウムイオンを生成させ、前記水酸化物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イオンを生成し、前記炭酸イオンが前記カルシウムイオンと反応して炭酸カルシウムを生成する。

本発明の第２の二酸化炭素固定方法は、塩化カルシウム供給工程、電気分解工程、反応工程、電解後水溶液供給工程、二酸化炭素供給工程を含み、前記塩化カルシウム供給工程は、塩化カルシウム水溶液を前記電気分解工程に供給し、前記電気分解工程は、前記塩化カルシウム水溶液を電気分解することにより、前記塩化カルシウム水溶液において、塩素ガス、水素ガス、水酸化物イオン、及びカルシウムイオンを生成させ、前記電解後水溶液供給工程は、前記反応工程に対し、前記塩化カルシウム水溶液を電気分解した後の電解後塩化カルシウム水溶液を供給し、前記二酸化炭素供給工程は、二酸化炭素含有ガスを前記反応工程に供給し、前記反応工程において、前記電解後塩化カルシウム水溶液中の前記水酸化物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イオンを生成し、前記炭酸イオンが前記カルシウムイオンと反応して炭酸カルシウムを生成する。

本発明によれば、新たな、二酸化炭素固定装置および二酸化炭素固定方法を提供することができる。

図１は、（Ａ）実施形態１の二酸化炭素固定装置の一例を示す模式断面図、（Ｂ）実施形態２の二酸化炭素固定装置の一例を示す模式図、および（Ｃ）実施形態３の二酸化炭素固定装置の一例を示す模式図である。 図２は、（Ａ）実施形態１の二酸化炭素固定方法における処理の一例を示すフローチャート、（Ｂ）実施形態２の二酸化炭素固定方法における処理の一例を示すフローチャート、および（Ｃ）実施形態３の二酸化炭素固定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３は、実施例１における、（Ａ）電気分解装置の写真、および（Ｂ）二酸化炭素との接触後における、電解後塩化カルシウム水溶液の写真である。 図４は、実施例１における、二酸化炭素との接触により、電解後塩化カルシウム水溶液において生じた沈殿の重さを示すグラフである。 図５は、実施例２における、（Ａ）水酸化ナトリウム水溶液と塩化マグネシウム水溶液との混合液において生じた沈殿の重さを示すグラフ、および（Ｂ）二酸化炭素との接触により、水酸化ナトリウム水溶液と塩化カルシウム水溶液との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６は、実施例Ａ２における、電気分解装置を示す図である。 図７は、実施例Ａ２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Ａ３における、電気分解装置を示す図である。 図９は、実施例Ａ３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Ａ３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Ａ３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Ａ４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Ａ５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Ａ５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、二酸化炭素固定装置を示す模式図である。 図４８は、実施例Ａ１における、電気分解後の海水の写真である。 図４９は、実施例Ａ１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５０は、実施例Ａ１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。

本発明の第１の二酸化炭素固定装置および二酸化炭素固定方法は、例えば、前記塩化カルシウム水溶液において、前記水酸化物イオンの濃度が、０．２Ｎ以下である。

本発明の第２の二酸化炭素固定装置および二酸化炭素固定方法は、例えば、前記電解後塩化カルシウム水溶液において、前記水酸化物イオンの濃度が、０．２Ｎ以下である。

本発明の第２の二酸化炭素固定装置は、例えば、さらに、回収部を含み、前記塩化カルシウム供給部は、前記塩化カルシウム水溶液として、第１海水を前記電気分解部に供給し、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、前記電気分解部は、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、塩素ガス、水素ガス、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、前記回収部は、前記生成した水酸化マグネシウムを回収し、前記電解後水溶液供給部は、前記反応部に対し、前記電解後塩化カルシウム水溶液として、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、前記二酸化炭素供給部は、二酸化炭素含有ガスを前記反応部に供給し、前記反応部において、前記第２海水中の前記水酸化物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イオンを生成し、前記炭酸イオンが前記カルシウムイオンと反応して炭酸カルシウムを生成する。

本発明の第２の二酸化炭素固定装置は、例えば、前記電気分解部において、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。

本発明の第２の二酸化炭素固定方法は、例えば、さらに、回収工程を含み、前記塩化カルシウム供給工程は、前記塩化カルシウム水溶液として、第１海水を前記電気分解工程に供給し、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、前記電気分解工程は、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、塩素ガス、水素ガス、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、前記回収工程は、前記生成した水酸化マグネシウムを回収し、前記電解後水溶液供給工程は、前記反応工程に対し、前記電解後塩化カルシウム水溶液として、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、前記二酸化炭素供給工程は、二酸化炭素含有ガスを前記反応工程に供給し、前記反応工程において、前記第２海水中の前記水酸化物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イオンを生成し、前記炭酸イオンが前記カルシウムイオンと反応して炭酸カルシウムを生成する。

本発明の第２の二酸化炭素固定方法は、例えば、前記電気分解工程において、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］
（二酸化炭素固定装置）
図１（Ａ）は、本実施形態の二酸化炭素固定装置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（Ａ）において、二酸化炭素固定装置１の内部を透視的に図示している。図１（Ａ）に示すように、二酸化炭素固定装置１は、塩化カルシウム供給部１１（１１Ａおよび１１Ｂ）、二酸化炭素供給部１２、電気分解部１３を含む。また、二酸化炭素固定装置１は、気体取出部２０Ａ〜Ｃ、および液体取出部３０を含む。図１（Ａ）において、電気分解部１３に、塩化カルシウム（ＣａＣｌ_２）水溶液が収容されている。また、二酸化炭素供給部１２から、電気分解部１３内の前記塩化カルシウム水溶液中に、二酸化炭素（ＣＯ_２）含有ガスを送入している。さらに、電気分解部１３において、前記塩化カルシウム水溶液の電気分解を行っており、これにより、陽極１３１Ａ、および陰極１３１Ｂから、それぞれ、気体の泡が発生している。

塩化カルシウム供給部１１は、塩化カルシウム水溶液を電気分解部１３に供給する。塩化カルシウム供給部１１は、塩化カルシウム水溶液を電気分解部１３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、および、電気分解部１３の開口等であってよい。なお、図１（Ａ）において、二酸化炭素固定装置１は、塩化カルシウム供給部１１Ａおよび１１Ｂを含む。ただし、塩化カルシウム供給部１１の位置、数、および形態等は、これには制限されない。

塩化カルシウム供給部１１は、例えば、塩化カルシウム水溶液を供給してもよいし、塩化カルシウムと水とを、それぞれ供給可能でもよい。

前記塩化カルシウム水溶液は、例えば、塩化カルシウムおよび水のみを含んでもよいし、その他の成分を含んでもよい。前記塩化カルシウム水溶液は、例えば、後述するように、海水でもよい。

前記塩化カルシウム水溶液において、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１ｍｏｌ／Ｌ以下、および０．５ｍｏｌ／Ｌである。

前記塩化カルシウム水溶液の温度は、特に制限されず、例えば、３０〜１００℃、７０℃以上、７０℃〜８０℃、７０℃である。

二酸化炭素供給部１２は、二酸化炭素含有ガスを電気分解部１３に供給する。

前記二酸化炭素含有ガスは、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。

前記二酸化炭素含有ガスにおける二酸化炭素の濃度は、特に制限されず、０％を超えて１００％以下である。

前記二酸化炭素含有ガスの温度は、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。

前記二酸化炭素含有ガスは、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、Ｏ_２、ダスト等があげられる。なお、本発明において、後述する電気分解後の前記塩化カルシウム水溶液は、例えば、アルカリ性であることから、前記電気分解後の前記塩化カルシウム水溶液と、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。

図１（Ａ）に示すように、本実施形態において、二酸化炭素供給部１２は、気体送入手段であり、前記気体送入手段が、電気分解部１３内に挿入され、挿入端部において複数の孔が設けられており、前記複数の孔から、電気分解部１３内の前記塩化カルシウム水溶液中に、二酸化炭素含有ガスを送入可能である。これにより、前記塩化カルシウム水溶液に、前記二酸化炭素を混合することができる。

ただし、これには制限されず、二酸化炭素供給部１２は、例えば、パイプ、ホース、および、電気分解部１３の開口等であってよい。また、前記塩化カルシウム水溶液と、前記二酸化炭素含有ガスとを接触させる形態は、例えば、前記塩化カルシウム水溶液を静置または前記塩化カルシウム水溶液に流れを発生させた状態で接触させる、前記塩化カルシウム水溶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形態でもよい。また、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。

電気分解部１３は、前記塩化カルシウム水溶液を電気分解する。電気分解部１３は、陽極１３１Ａ、および陰極１３１Ｂを含む。

図１（Ａ）に示すように、電気分解部１３は、陽極１３１Ａを含む陽極室、および陰極１３１Ｂを含む陰極室が、それぞれ、隔壁１３２Ａおよび隔壁１３２Ｂにより分けられている。ただし、これには制限されず、電気分解部１３は、隔壁１３２Ａおよび隔壁１３２Ｂを含まなくてもよい。

電気分解部１３の材質は、特に制限されず、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。電気分解部１３の材質、容量、大きさ、高さ、および形状等は、適宜設定できる。

陽極１３１Ａ、および陰極１３１Ｂ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１３１Ａ、および陰極１３１Ｂ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、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。また、例えば、太陽光発電装置があげられる。

前記電気分解により、前記塩化カルシウム水溶液において、塩素ガス、水素ガス、水酸化物イオン、及びカルシウムイオンを生成させる。そして、前記水酸化物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イオンを生成し、前記炭酸イオンが前記カルシウムイオンと反応して炭酸カルシウム（ＣａＣＯ_３）を生成する。

前記塩化カルシウム水溶液において、前記水酸化物イオンの濃度は、例えば、０．０１Ｎ以上０．５Ｎ以下、および０．２Ｎ以下である。前記濃度は、例えば、前記電気分解の前、途中、および後、ならびに前記二酸化炭素含有ガスの供給の前、途中、および後における濃度である。

前記水酸化物イオンの濃度が、０．２Ｎ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、前記水酸化物イオン水酸化物イオンの濃度が、０．２Ｎを超える場合、塩化カルシウムと高濃度の前記水酸化物イオンとの反応により、水酸化カルシウム（Ｃａ（ＯＨ）_２）の沈殿が生じることで、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、二酸化炭素固定装置１は、例えば、さらに、濃度調整部を含み、前記濃度調整部は、前記塩化カルシウム水溶液における前記水酸化物イオンの濃度を前記濃度に維持してもよい。前記濃度調整部は、例えば、中央演算装置（ＣＰＵ(Central Processing Unit)等）でもよい。前記濃度調整部は、例えば、前記塩化カルシウム水溶液のｐＨを検出し、検出された前記ｐＨに基づき、前記濃度調整をすることができる。前記ｐＨの検出は、既知のｐＨ検出手段を用いて実施できる。前記濃度調整部において、前記検出されたｐＨと前記水酸化物イオン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。前記塩化カルシウム水溶液における前記水酸化物イオンの濃度の調整は、前記塩化カルシウム水溶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。前記濃度調整部は、例えば、前記塩化カルシウム水溶液中のその他の成分の濃度を調整してもよい。

気体取出部２０Ａ〜Ｃは、それぞれ、電気分解部１３から気体を取出すことができる。気体取出部２０Ａ〜Ｃは、パイプ、ホース等でもよいし、電気分解部１３の開口でもよい。気体取出部２０ＡおよびＢからは、例えば、それぞれ、陽極１３１Ａにおいて発生した塩素（Ｃｌ_２）、および、陰極１３１Ｂにおいて発生した水素（Ｈ_２）を取出すことができる。気体取出部２０Ｃからは、例えば、前記塩化カルシウム水溶液との接触により二酸化炭素が除去された前記二酸化炭素含有ガスが、排出される。

液体取出部３０は、電気分解部１３に含まれる反応後の前記塩化カルシウム水溶液、および反応生成物等を取出すことができる。液体取出部３０は、図１（Ａ）に示すように、電気分解部１３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３０は、前記塩化カルシウム水溶液、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、前述のように、炭酸カルシウムがあげられる。

本実施形態において、液体取出部３０は、フィルター３０１を含む。フィルター３０１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３０１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、固体であることから、例えば、液体取出部３０がフィルター３０１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。

二酸化炭素固定装置１は、例えば、炭酸カルシウム回収部を含んでもよい。前記炭酸カルシウム回収部は、前記生成した炭酸カルシウムを回収できればよく、液体取出部３０でもよいし、電気分解部１３における沈殿物および析出物を回収してもよい。

二酸化炭素固定装置１は、例えば、さらに、冷却部を含み、前記冷却部は、前記塩化カルシウム水溶液と前記二酸化炭素含有ガスとの接触後、前記塩化カルシウム水溶液を冷却してもよい。前記冷却部において、例えば、高温の前記塩化カルシウム水溶液を、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。前記冷却部は、一般的な冷却装置等があげられる。

二酸化炭素固定装置１は、例えば、さらに、二酸化炭素固定装置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。

本実施形態の二酸化炭素固定装置１によれば、前記塩化カルシウム水溶液を電気分解することにより、前記塩化カルシウム水溶液において、塩素ガス、水素ガス、水酸化物イオン、及びカルシウムイオンを生成させ、前記水酸化物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イオンを生成し、前記炭酸イオンが前記カルシウムイオンと反応して炭酸カルシウムを生成することで、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。

（二酸化炭素固定方法）
本実施形態の二酸化炭素固定方法は、塩化カルシウム供給工程、二酸化炭素供給工程、電気分解工程を含む。前記塩化カルシウム供給工程は、塩化カルシウム水溶液を前記電気分解工程に供給する。前記二酸化炭素供給工程は、二酸化炭素含有ガスを前記電気分解工程に供給する。前記電気分解工程は、前記塩化カルシウム水溶液を電気分解する。前記電気分解により、前記塩化カルシウム水溶液において、塩素ガス、水素ガス、水酸化物イオン、及びカルシウムイオンを生成させ、前記水酸化物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イオンを生成し、前記炭酸イオンが前記カルシウムイオンと反応して炭酸カルシウムを生成する。本実施形態の二酸化炭素固定方法において、その他の構成及び条件は、特に制限されない。

本実施形態の二酸化炭素固定方法について、図２（Ａ）を用いて説明する。図２（Ａ）は、前記二酸化炭素固定方法の一例を示すフローチャートである。本実施形態の二酸化炭素固定方法は、例えば、図１（Ａ）の二酸化炭素固定装置１を用いて、次のように実施できる。なお、本実施形態の二酸化炭素固定方法は、図１（Ａ）の二酸化炭素固定装置１の使用には限定されない。図２（Ａ）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、二酸化炭素の固定反応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、塩化カルシウム供給部１１により、前記塩化カルシウム供給工程（Ｓ１０１）を行う。前記塩化カルシウム供給工程（Ｓ１０１）は、塩化カルシウム水溶液を電気分解工程（Ｓ１０３）に供給する。

つぎに、二酸化炭素供給部１２により、前記二酸化炭素供給工程（Ｓ１０２）を行う。前記二酸化炭素供給工程（Ｓ１０２）は、二酸化炭素含有ガスを前記電気分解工程に供給する。

つぎに、電気分解部１３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、前記塩化カルシウム水溶液を電気分解する。前記電気分解により、前記塩化カルシウム水溶液において、塩素ガス、水素ガス、水酸化物イオン、及びカルシウムイオンを生成させ、前記水酸化物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イオンを生成し、前記炭酸イオンが前記カルシウムイオンと反応して炭酸カルシウムを生成する。

本実施形態の二酸化炭素固定方法は、例えば、さらに、濃度調整工程を含み、前記濃度調整工程は、前記塩化カルシウム水溶液における前記水酸化物イオンの濃度を０．０１Ｎ以上０．５Ｎ以下、および０．２Ｎ以下に維持してもよい。前記濃度調整工程は、二酸化炭素固定装置１の前記濃度調整部により、実施できる。前記濃度調整部は、例えば、前記塩化カルシウム水溶液中のその他の成分の濃度を調整してもよい。

本実施形態の二酸化炭素固定方法は、例えば、さらに、炭酸カルシウム回収工程を含み、前記炭酸カルシウム回収工程は、前記生成した炭酸カルシウムを回収してもよい。前記炭酸カルシウム回収工程は、二酸化炭素固定装置１の前記炭酸カルシウム回収部により、実施できる。

［実施形態２］
（二酸化炭素固定装置）
図１（Ｂ）は、本実施形態の二酸化炭素固定装置２の一例を示す模式図である。図１（Ｂ）に示すように、二酸化炭素固定装置２は、塩化カルシウム供給部２１、二酸化炭素供給部２２、電気分解部２３、反応部２４、電解後水溶液供給部２５を含む。塩化カルシウム供給部２１は、塩化カルシウム水溶液を電気分解部２３に供給する。電気分解部２３は、前記塩化カルシウム水溶液を電気分解する。前記電気分解により、前記塩化カルシウム水溶液において、塩素ガス、水素ガス、水酸化物イオン、及びカルシウムイオンを生成させる。電解後水溶液供給部２５は、反応部２４に対し、前記塩化カルシウム水溶液を電気分解した後の電解後塩化カルシウム水溶液を供給する。二酸化炭素供給部２２は、二酸化炭素含有ガスを反応部２４に供給する。反応部２４において、前記電解後塩化カルシウム水溶液中の前記水酸化物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イオンを生成し、前記炭酸イオンが前記カルシウムイオンと反応して炭酸カルシウムを生成する。これらの点以外は、本実施形態の二酸化炭素固定装置２は、前記実施形態１の二酸化炭素固定装置１と同様である。

塩化カルシウム供給部２１は、塩化カルシウム水溶液を電気分解部２３に供給する。塩化カルシウム供給部２１は、前記実施形態１の塩化カルシウム供給部１１と同様である。

二酸化炭素供給部２２は、二酸化炭素含有ガスを反応部２４に供給する。二酸化炭素供給部２２は、電気分解部１３に代えて、反応部２４に二酸化炭素含有ガスを供給する点以外は、前記実施形態１の二酸化炭素供給部１２と同様である。

電気分解部２３は、前記塩化カルシウム水溶液を電気分解する。前記電気分解により、前記塩化カルシウム水溶液において、塩素ガス、水素ガス、水酸化物イオン、及びカルシウムイオンを生成させる。電気分解部２３は、前記実施形態１の電気分解部１３と同様である。

電解後水溶液供給部２５は、反応部２４に対し、前記塩化カルシウム水溶液を電気分解した後の電解後塩化カルシウム水溶液を供給する。電解後水溶液供給部２５は、前記電解後塩化カルシウム水溶液を供給できればよく、例えば、パイプ、ホース等であってよい。

前記電解後塩化カルシウム水溶液において、前記水酸化物イオンの濃度は、例えば、０．０１Ｎ以上０．５Ｎ以下、および０．２Ｎ以下である。

反応部２４は、前記塩化カルシウム水溶液を電気分解した後の電解後塩化カルシウム水溶液が供給される。反応部２４において、前記電解後塩化カルシウム水溶液中の前記水酸化物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イオンを生成し、前記炭酸イオンが前記カルシウムイオンと反応して炭酸カルシウムを生成する。

反応部２４の材質は、特に制限されず、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。反応部２４の材質、容量、大きさ、高さ、および形状等は、適宜設定できる。なお、電気分解部２３は、電気分解を行うことから、非伝導性の材料により形成されることが好ましい。これに対し、反応部２４は、非伝導性の材料には限定されず、例えば、炭酸カルシウム回収等の観点から、適当な材料を用いることができる。

二酸化炭素固定装置２は、例えば、炭酸カルシウム回収部を含んでもよい。前記炭酸カルシウム回収部は、前記生成した炭酸カルシウムを回収できればよく、特に制限されず、反応部２４の液体取出部でもよいし、反応部２４における沈殿物および析出物を回収してもよい。

（二酸化炭素固定方法）
本実施形態の二酸化炭素固定方法は、塩化カルシウム供給工程、電気分解工程、反応工程、電解後水溶液供給工程、二酸化炭素供給工程を含む。前記塩化カルシウム供給工程は、塩化カルシウム水溶液を前記電気分解工程に供給する。前記電気分解工程は、前記塩化カルシウム水溶液を電気分解することにより、前記塩化カルシウム水溶液において、塩素ガス、水素ガス、水酸化物イオン、及びカルシウムイオンを生成させる。前記電解後水溶液供給工程は、前記反応工程に対し、前記塩化カルシウム水溶液を電気分解した後の電解後塩化カルシウム水溶液を供給する。前記二酸化炭素供給工程は、二酸化炭素含有ガスを前記反応工程に供給する。前記反応工程において、前記電解後塩化カルシウム水溶液中の前記水酸化物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イオンを生成し、前記炭酸イオンが前記カルシウムイオンと反応して炭酸カルシウムを生成する。本実施形態の二酸化炭素固定方法において、その他の構成及び条件は、特に制限されない。

本実施形態の二酸化炭素固定方法について、図２（Ｂ）を用いて説明する。図２（Ｂ）は、前記二酸化炭素固定方法の一例を示すフローチャートである。本実施形態の二酸化炭素固定方法は、例えば、図１（Ｂ）の二酸化炭素固定装置２を用いて、次のように実施できる。なお、本実施形態の二酸化炭素固定方法は、図１（Ｂ）の二酸化炭素固定装置２の使用には限定されない。図２（Ｂ）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、二酸化炭素の固定反応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、塩化カルシウム供給部２１により、前記塩化カルシウム供給工程工程（Ｓ２０１）を行う。前記塩化カルシウム供給工程（Ｓ２０１）は、塩化カルシウム水溶液を電気分解工程（Ｓ２０２）に供給する。

つぎに、電気分解部２３により、前記電気分解工程（Ｓ２０２）を行う。前記電気分解工程（Ｓ２０２）は、前記塩化カルシウム水溶液を電気分解することにより、前記塩化カルシウム水溶液において、塩素ガス、水素ガス、水酸化物イオン、及びカルシウムイオンを生成させる。

つぎに、電解後水溶液供給部２５により、前記電解後水溶液供給工程（Ｓ２０３）を行う。前記電解後水溶液供給工程（Ｓ２０３）は、反応工程（Ｓ２０５）に対し、前記塩化カルシウム水溶液を電気分解した後の電解後塩化カルシウム水溶液を供給する。

つぎに、二酸化炭素供給部２２により、前記二酸化炭素供給工程（Ｓ２０４）を行う。前記二酸化炭素供給工程（Ｓ２０４）は、二酸化炭素含有ガスを前記反応工程（Ｓ２０５）に供給する。

つぎに、反応部２４により、前記反応工程（Ｓ２０５）を行う。前記反応工程（Ｓ２０５）において、前記電解後塩化カルシウム水溶液中の前記水酸化物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イオンを生成し、前記炭酸イオンが前記カルシウムイオンと反応して炭酸カルシウムを生成する。

本実施形態の二酸化炭素固定方法は、例えば、さらに、濃度調整工程を含み、前記濃度調整工程は、前記電解後塩化カルシウム水溶液における前記水酸化物イオンの濃度を０．０１Ｎ以上０．５Ｎ以下、および０．２Ｎ以下に維持してもよい。前記濃度調整工程は、二酸化炭素固定装置２の前記濃度調整部により、実施できる。前記濃度調整部は、例えば、前記電解後塩化カルシウム水溶液中のその他の成分の濃度を調整してもよい。

本実施形態の二酸化炭素固定方法は、例えば、さらに、炭酸カルシウム回収工程を含み、前記炭酸カルシウム回収工程は、前記生成した炭酸カルシウムを回収してもよい。前記炭酸カルシウム回収工程は、二酸化炭素固定装置２の前記炭酸カルシウム回収部により、実施できる。

［実施形態３］
（二酸化炭素固定装置）
図１（Ｃ）は、本実施形態の二酸化炭素固定装置３の一例を示す模式図である。図１（Ｃ）に示すように、二酸化炭素固定装置３は、前記実施形態２の二酸化炭素固定装置２において、さらに、回収部２６を含む。塩化カルシウム供給部２１は、前記塩化カルシウム水溶液として、第１海水を前記電気分解部に供給する。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。電気分解部２３は、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、塩素ガス、水素ガス、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。回収部２６は、前記生成した水酸化マグネシウムを回収する。電解後水溶液供給部２５は、反応部２４に対し、前記電解後塩化カルシウム水溶液として、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、前記水酸化物イオン、及び、前記カルシウムイオンが存在する。二酸化炭素供給部２２は、二酸化炭素含有ガスを反応部２４に供給する。反応部２４において、前記第２海水中の前記水酸化物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イオンを生成し、前記炭酸イオンが前記カルシウムイオンと反応して炭酸カルシウムを生成する。これらの点以外は、本実施形態２の二酸化炭素固定装置３は、前記実施形態の二酸化炭素固定装置２と同様である。

本実施形態の技術的特徴は、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、本実施形態では、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。

塩化カルシウム供給部２１は、前記塩化カルシウム水溶液として、第１海水を前記電気分解部に供給する。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。

電気分解部２３は、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、塩素ガス、水素ガス、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。

回収部２６は、前記生成した水酸化マグネシウムを回収する。回収部２６は、前記生成した水酸化マグネシウムを回収できればよく、特に制限されず、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、電極表面での析出物の回収を行ってもよい。

電気分解部２３において、前記水酸化マグネシウムの沈殿物が生成してもよい。そして、回収部２６は、前記水酸化マグネシウムの沈殿物を回収してもよい。

電解後水溶液供給部２５は、反応部２４に対し、前記電解後塩化カルシウム水溶液として、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、前記水酸化物イオン、及び、前記カルシウムイオンが存在する。

二酸化炭素供給部２２は、二酸化炭素含有ガスを反応部２４に供給する。

反応部２４において、前記第２海水中の前記水酸化物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イオンを生成し、前記炭酸イオンが前記カルシウムイオンと反応して炭酸カルシウムを生成する。

本実施形態の特徴は、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、本実施形態は、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。そして、本実施形態では、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。

本実施形態において、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0.010mol/lであり、Ca(OH)₂の溶解度は0.023mol/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、十二分の水酸化物イオンが存在すると、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水酸化物イオンを添加し、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、本実施形態において、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。本実施形態において、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28.2mol/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。

（二酸化炭素固定方法）
本実施形態の二酸化炭素固定方法は、前記実施形態の二酸化炭素固定方法において、さらに、回収工程を含む。前記塩化カルシウム供給工程は、前記塩化カルシウム水溶液として、第１海水を前記電気分解工程に供給する。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。前記電気分解工程は、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、塩素ガス、水素ガス、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。前記電解後水溶液供給工程は、前記反応工程に対し、前記電解後塩化カルシウム水溶液として、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。前記二酸化炭素供給工程は、二酸化炭素含有ガスを前記反応工程に供給する。前記反応工程において、前記第２海水中の前記水酸化物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イオンを生成し、前記炭酸イオンが前記カルシウムイオンと反応して炭酸カルシウムを生成する。本実施形態の二酸化炭素固定方法において、その他の構成及び条件は、特に制限されない。

本実施形態の二酸化炭素固定方法について、図２（Ｃ）を用いて説明する。図２（Ｃ）は、前記二酸化炭素固定方法の一例を示すフローチャートである。本実施形態の二酸化炭素固定方法は、例えば、図１（Ｃ）の二酸化炭素固定装置３を用いて、次のように実施できる。なお、本実施形態の二酸化炭素固定方法は、図１（Ｃ）の二酸化炭素固定装置３の使用には限定されない。図２（Ｃ）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、二酸化炭素の固定反応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、塩化カルシウム供給部２１により、前記塩化カルシウム供給工程工程（Ｓ３０１）を行う。前記塩化カルシウム供給工程（Ｓ３０１）は、前記塩化カルシウム水溶液として、第１海水を前記電気分解工程に供給する。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。

つぎに、電気分解部２３により、前記電気分解工程（Ｓ３０２）を行う。前記電気分解工程（Ｓ３０２）は、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、塩素ガス、水素ガス、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、回収部２６により、回収工程（Ｓ３０６）を行う。前記回収工程（Ｓ３０６）は、前記生成した水酸化マグネシウムを回収する。

前記電気分解工程（Ｓ３０２）において、前記水酸化マグネシウムの沈殿物が生成してもよい。そして、回収工程（Ｓ３０６）は、前記水酸化マグネシウムの沈殿物を回収してもよい。

つぎに、電解後水溶液供給部２５により、前記電解後水溶液供給工程（Ｓ３０３）を行う。前記電解後水溶液供給工程（Ｓ３０３）は、前記反応工程に対し、前記電解後塩化カルシウム水溶液として、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、前記水酸化物イオン、及び、前記カルシウムイオンが存在する。

つぎに、二酸化炭素供給部２２により、前記二酸化炭素供給工程（Ｓ３０４）を行う。前記二酸化炭素供給工程（Ｓ３０４）は、二酸化炭素含有ガスを前記反応工程に供給する。

つぎに、反応部２４により、前記反応工程（Ｓ３０５）を行う。前記反応工程（Ｓ３０５）において、前記第２海水中の前記水酸化物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イオンを生成し、前記炭酸イオンが前記カルシウムイオンと反応して炭酸カルシウムを生成する。

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］
塩化カルシウム水溶液を電気分解した後、前記塩化カルシウム水溶液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、図３（Ａ）に示すように、容積５００ｍｌのガラス製の容器（市販のもの）を用いた。陽極板、および陰極板として、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。前記陽極板および前記陰極板の間に、隔壁を部分的に設けた。前記陽極板および前記陰極板から発生する気体を前記容器の外部に放出させるようにした。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、０．５ｍｏｌ／Ｌの塩化カルシウム水溶液を作製した。

２００ｍＬの前記塩化カルシウム水溶液を、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、５時間通電した。前記電気分解の条件は、通電開始時点で９．１９Ｖ、１．０９７Ａ、および通電終了時点で９．１３Ｖ、０．６４９Ａであった。

図３（Ａ）は、前記通電後の前記容器を撮影した写真である。図３（Ａ）に示すように、前記電気分解後、前記容器内の電極付近等において、白色沈殿が形成されていた。この白色沈殿は、水酸化物イオンとカルシウムイオンとが反応して形成された水酸化カルシウムであると考えられる。

つぎに、５ｍＬの前記電気分解後の前記塩化カルシウム水溶液を採取し、試験管に移した。パスツールピペットの先端から、約４０ｃｍ^３／分で二酸化炭素含有ガスを送入し、接触させた。

図３（Ｂ）は、前記送入後の前記試験管の写真であり、左が、二酸化炭素含有ガスの送入前、右が、二酸化炭素含有ガスの挿入後を示す。

さらに、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。また、前記測定後、前記沈殿に対し、１Ｎの塩酸（ＨＣｌ）を添加した。この結果、前記沈殿は二酸化炭素を放出しながら溶解した。

この結果を図４に示す。図４は、前記沈殿の重さ（wet weight）を示すグラフである。図４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４サンプルの測定値の平均値とした。図４に示すように、塩化カルシウム水溶液の電気分解後、二酸化炭素含有ガスの送入により、炭酸カルシウムを含む沈殿が生じた。

以上のように、塩化カルシウム水溶液を電気分解した後、前記塩化カルシウム水溶液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］
海水を用いた場合に、前記実施形態３に記載の反応が進行可能であることを確認した。

本実施例において、水溶液の作製等の実験手法は、前述および後述する実施例および参考例と同様にして行った。

まず、海水中のマグネシウムイオン濃度が０．０５２ｍｏｌ／Ｌであることから、０．０１ｍｏｌ／Ｌおよび０．０５ｍｏｌ／Ｌの塩化マグネシウム水溶液を用いた場合に、前記実施形態３に記載の反応が進行可能であることを確認した。

１．５ｍｌの０．１Ｎの水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）水溶液と１．５ｍｌの０．０２ｍｏｌ／Ｌの塩化マグネシウム（ＭｇＣｌ_２）水溶液とを混合し、沈殿を生じさせた（図５（Ａ）中、「０．０１Ｍ」）。同様に、１．５ｍｌの０．１Ｎの水酸化ナトリウム水溶液と１．５ｍｌの０．１Ｍの塩化マグネシウム水溶液とを混合し、沈殿を生じさせた（図５（Ａ）中、「０．０５Ｍ」）。

前記沈殿について、３，０００ｒｐｍ、１０分の条件で遠心分離を行った。前記遠心分離後、沈殿の重さを算出した。

この結果を図５（Ａ）に示す。図５（Ａ）は、前記沈殿の重さ（wet weight）を示すグラフである。図５（Ａ）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、０．０１Ｍおよび０．０５Ｍの結果を示す。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５（Ａ）に示すように、海水中の濃度に近い０．０５ｍｏｌ／Ｌ、および、海水中の濃度よりも低濃度の０．０１ｍｏｌ／Ｌのいずれにおいても、塩化マグネシウム由来のマグネシウムイオンと水酸化ナトリウム由来の水酸化物イオンとの反応により、水酸化マグネシウムの沈殿が生じた。

このことから、低濃度のマグネシウムイオンを含む海水を用いた場合にも、水酸化物イオンが海水中の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こと、すなわち、前記実施形態３に記載の反応が進行可能であることが確認できた。

つぎに、海水中のカルシウムイオン濃度が０．０１０ｍｏｌ／Ｌであることから、より低濃度である、０．００５ｍｏｌ／Ｌの塩化カルシウム水溶液を用いた場合に、前記実施形態３に記載の反応が進行可能であることを確認した。

１．５ｍｌの０．１Ｎの水酸化ナトリウム水溶液と１．５ｍｌの０．０１ｍｏｌ／Ｌの塩化カルシウム（ＣａＣｌ_２）水溶液とを混合した。この混合液に、５０ｍｌ／３０秒、１０秒の条件で、二酸化炭素（ＣＯ_２100％、小池工業社製）をバブリングした。前記混合液は、前記バブリングの前においては無色透明であった。前記バブリングにより、白色沈殿が生じた。

前記沈殿について、３，０００ｒｐｍ、１０分の条件で遠心分離を行った。前記遠心分離後、沈殿の重さを算出した。

この結果を図５（Ｂ）に示す。図５（Ｂ）は、前記沈殿の重さ（wet weight）を示すグラフである。図５（Ｂ）において、縦軸は、試験管あたりの前記沈殿の重さ（ｇ）を示す。なお、前記沈殿の重さの値は、合計４サンプルの測定値の平均値とした。図５（Ｂ）に示すように、海水中の濃度よりも低濃度の０．００５ｍｏｌ／Ｌの塩化カルシウム水溶液を用いた場合においても、塩化カルシウム由来のカルシウムイオンが反応し、炭酸カルシウムの沈殿が生じた。

このことから、低濃度のカルシウムイオンを含む海水を用いた場合にも、海水中の水酸化物イオンが二酸化炭素と反応して炭酸イオンを生成し、炭酸イオンがカルシウムイオンと反応して炭酸カルシウムを生成すること、すなわち、前記実施形態３に記載の反応が進行可能であることが確認できた。

以上のように、海水を用いた場合に、前記実施形態３に記載の反応が進行可能であることを確認できた。

［実施例Ａ１］
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（Ｃｌ_２）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４８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４８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４９に示す。図４９は、前記沈殿の重さ（wet weight）を示すグラフである。図４９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４９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Ａ３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５０（Ａ）および（Ｂ）に示す。図５０（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５０（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５０（Ｂ）は、前記沈殿の重さを示すグラフである。図５０（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５０（Ｂ）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５０（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Ａ２］
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（ＣａＣｌ_２）を添加することにより、炭酸カルシウム（ＣａＣＯ_３）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（Ｃｌ_２）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（ＣＯ_２）と反応（吸収）することにより、炭酸ナトリウム（Ｎａ_２ＣＯ_３）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Ａ３］
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Ａ２と同様のものを用いた。また、前記実施例Ａ２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Ａ２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（ＣＯ_２100％、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Ａ４］
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Ａ３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Ａ５］
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Ａ４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Ａ４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Ａ４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Ａ４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（ＣａＣｌ_２）を含む混合液と、二酸化炭素（ＣＯ_２）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（ＣＯ_２100％、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２０ｃｍ^３）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（ＣａＣＯ_３）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（ＣａＣｌ_２）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１００ｃｍ^３／秒、前記二酸化炭素注入部からの二酸化炭素の流量を、１０ｃｍ^３／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（ＣＯ_２）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（ＣａＣｌ_２）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（ＣＯ_２100％、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、２ｃｍ^３／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、２ｃｍ^３／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（ＮａＨＣＯ_３）および炭酸ナトリウム（Ｎａ_２ＣＯ_３）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、２０ｃｍ^３／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、２０ｃｍ^３／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（ＭｇＣｌ_２、和光純薬工業社製）、塩化亜鉛（ＺｎＣｌ_２、和光純薬工業社製）、塩化ストロンチウム（ＳｒＣｌ_２、和光純薬工業社製）、塩化バリウム（ＢａＣｌ_２、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、２ｃｍ^３／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。

以上のように、本発明によれば、新たな、二酸化炭素固定装置および二酸化炭素固定方法を提供することができる。

１、２、３ 二酸化炭素固定装置
１１、２１、３１ 塩化カルシウム供給部
１２、２２、３２ 二酸化炭素供給部
１３、２３ 電気分解部
１３１Ａ 陽極
１３１Ｂ 陰極
２０Ａ、Ｂ、Ｃ 気体取出部
２４ 反応部
２５ 電解後水溶液供給部
２６ 回収部
３０ 液体取出部
３０１ フィルター

Claims (12)

1. 塩化カルシウム供給部、二酸化炭素供給部、電気分解部を含み、
   前記塩化カルシウム供給部は、塩化カルシウム水溶液を前記電気分解部に供給し、
   前記二酸化炭素供給部は、二酸化炭素含有ガスを前記電気分解部に供給し、
   前記電気分解部は、前記塩化カルシウム水溶液を電気分解することにより、前記塩化カルシウム水溶液において、塩素ガス、水素ガス、水酸化物イオン、及びカルシウムイオンを生成させ、前記水酸化物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イオンを生成し、前記炭酸イオンが前記カルシウムイオンと反応して炭酸カルシウムを生成する、
   二酸化炭素固定装置。
2. 前記塩化カルシウム水溶液において、前記水酸化物イオンの濃度が、０．２Ｎ以下である、
   請求項１記載の二酸化炭素固定装置。
3. 塩化カルシウム供給部、電気分解部、反応部、電解後水溶液供給部、二酸化炭素供給部を含み、
   前記塩化カルシウム供給部は、塩化カルシウム水溶液を前記電気分解部に供給し、
   前記電気分解部は、前記塩化カルシウム水溶液を電気分解することにより、前記塩化カルシウム水溶液において、塩素ガス、水素ガス、水酸化物イオン、及びカルシウムイオンを生成させ、
   前記電解後水溶液供給部は、前記反応部に対し、前記塩化カルシウム水溶液を電気分解した後の電解後塩化カルシウム水溶液を供給し、
   前記二酸化炭素供給部は、二酸化炭素含有ガスを前記反応部に供給し、
   前記反応部において、前記電解後塩化カルシウム水溶液中の前記水酸化物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イオンを生成し、前記炭酸イオンが前記カルシウムイオンと反応して炭酸カルシウムを生成する、
   二酸化炭素固定装置。
4. 前記電解後塩化カルシウム水溶液において、前記水酸化物イオンの濃度が、０．２Ｎ以下である、
   請求項３記載の二酸化炭素固定装置。
5. さらに、回収部を含み、
   前記塩化カルシウム供給部は、前記塩化カルシウム水溶液として、第１海水を前記電気分解部に供給し、
   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、
   前記電気分解部は、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、塩素ガス、水素ガス、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、
   前記回収部は、前記生成した水酸化マグネシウムを回収し、
   前記電解後水溶液供給部は、前記反応部に対し、前記電解後塩化カルシウム水溶液として、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、
   前記二酸化炭素供給部は、二酸化炭素含有ガスを前記反応部に供給し、
   前記反応部において、前記第２海水中の前記水酸化物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イオンを生成し、前記炭酸イオンが前記カルシウムイオンと反応して炭酸カルシウムを生成する、
   請求項３又は４記載の二酸化炭素固定装置。
6. 前記電気分解部において、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５記載の二酸化炭素固定装置。
7. 塩化カルシウム供給工程、二酸化炭素供給工程、電気分解工程を含み、
   前記塩化カルシウム供給工程は、塩化カルシウム水溶液を前記電気分解工程に供給し、
   前記二酸化炭素供給工程は、二酸化炭素含有ガスを前記電気分解工程に供給し、
   前記電気分解工程は、前記塩化カルシウム水溶液を電気分解することにより、前記塩化カルシウム水溶液において、塩素ガス、水素ガス、水酸化物イオン、及びカルシウムイオンを生成させ、前記水酸化物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イオンを生成し、前記炭酸イオンが前記カルシウムイオンと反応して炭酸カルシウムを生成する、
   二酸化炭素固定方法。
8. 前記電気分解において、前記水酸化物イオンの濃度が、０．２Ｎ以下である、
   請求項７記載の二酸化炭素固定方法。
9. 塩化カルシウム供給工程、電気分解工程、反応工程、電解後水溶液供給工程、二酸化炭素供給工程を含み、
   前記塩化カルシウム供給工程は、塩化カルシウム水溶液を前記電気分解工程に供給し、
   前記電気分解工程は、前記塩化カルシウム水溶液を電気分解することにより、前記塩化カルシウム水溶液において、塩素ガス、水素ガス、水酸化物イオン、及びカルシウムイオンを生成させ、
   前記電解後水溶液供給工程は、前記反応工程に対し、前記塩化カルシウム水溶液を電気分解した後の電解後塩化カルシウム水溶液を供給し、
   前記二酸化炭素供給工程は、二酸化炭素含有ガスを前記反応工程に供給し、
   前記反応工程において、前記電解後塩化カルシウム水溶液中の前記水酸化物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イオンを生成し、前記炭酸イオンが前記カルシウムイオンと反応して炭酸カルシウムを生成する、
   二酸化炭素固定方法。
10. 前記電解後塩化カルシウム水溶液における前記水酸化物イオンの濃度が、０．２Ｎ以下である、
    請求項９記載の二酸化炭素固定方法。
11. さらに、回収工程を含み、
    前記塩化カルシウム供給工程は、前記塩化カルシウム水溶液として、第１海水を前記電気分解工程に供給し、
    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、
    前記電気分解工程は、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、塩素ガス、水素ガス、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、
    前記回収工程は、前記生成した水酸化マグネシウムを回収し、
    前記電解後水溶液供給工程は、前記反応工程に対し、前記電解後塩化カルシウム水溶液として、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、
    前記二酸化炭素供給工程は、二酸化炭素含有ガスを前記反応工程に供給し、
    前記反応工程において、前記第２海水中の前記水酸化物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イオンを生成し、前記炭酸イオンが前記カルシウムイオンと反応して炭酸カルシウムを生成する、
    請求項９又は１０記載の二酸化炭素固定方法。
12. 前記電気分解工程において、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１１記載の二酸化炭素固定方法。

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