JP-2026514769-A - 吸着材物品の別個のシート間の間隙を保持するための部材を備えた二酸化炭素吸着材物品アセンブリ

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Abstract

【課題】改良された二酸化炭素吸着材物品アセンブリを提供する。【解決手段】二酸化炭素吸着材物品アセンブリ及びその製造方法であって、該二酸化炭素吸着材物品アセンブリは、吸着材物品の分離可能なシートであって、分離可能なシートは、隣り合う分離可能なシート間に間隙を画定するように互いに隣り合って配置されており、間隙は、隣り合う分離可能なシートの対向する表面間で均一に保持されており、それにより隣り合う分離可能なシート間で分離可能なシートの入口から分離可能なシートの出口まで延在する通路が画定されている分離可能なシートと；間隙を保持するために分離可能なシートを支持する支持フレームワークであって、支持フレームワークは、支持フレームワークから少なくとも１つの分離可能なシートに沿って延在する間隙保持コンポーネントを有しており、それにより分離可能なシートの初期位置が保持されている支持フレームワークとを含む。【選択図】図１

Inventors

エドワードエイチ．カリー
クリスティーンエム．スコッティ
ライアンエス．ティトーネ

Assignees

ダブリュ．エル．ゴアアンドアソシエイツ，インコーポレイティド

Dates

Publication Date: 20260513
Application Date: 20240417
Priority Date: 20230417

Claims (20)

二酸化炭素吸着材物品アセンブリであって、吸着材物品の分離可能なシートであって、前記分離可能なシートは、隣り合う分離可能なシート間に間隙を画定するように互いに隣り合って配置されており、前記間隙は、隣り合う分離可能なシートの対向する表面間で均一に保持されており、それにより、隣り合う分離可能なシート間で、前記分離可能なシートの入口から前記分離可能なシートの出口まで延在する通路が画定されている、分離可能なシートと；前記間隙を保持するために前記分離可能なシートを支持する支持フレームワークであって、前記支持フレームワークは、前記支持フレームワークから少なくとも１つの分離可能なシートに沿って延在する間隙保持コンポーネントを有しており、それにより、前記分離可能なシートの初期位置が保持されている、支持フレームワークとを含む、二酸化炭素吸着材物品アセンブリ。
二酸化炭素吸着材物品アセンブリであって、吸着材物品の分離可能なシートであって、前記分離可能なシートは、隣り合う分離可能なシート間に間隙を画定するように互いに隣り合って配置されており、前記間隙は、隣り合う分離可能なシートの対向する表面間で均一に保持されており、それにより、隣り合う分離可能なシート間で、前記分離可能なシートの入口から前記分離可能なシートの出口まで延在する通路が画定されている、分離可能なシートと；前記間隙を保持するために前記分離可能なシートを支持する支持フレームワークであって、前記支持フレームワークは、前記支持フレームワークから各前記分離可能なシートの内側部分を通って延在する間隙保持コンポーネントを有しており、それにより、各前記分離可能なシートの初期位置が保持されている、支持フレームワークとを含む、二酸化炭素吸着材物品アセンブリ。
二酸化炭素吸着材物品アセンブリであって、吸着材物品の分離可能なシートであって、前記分離可能なシートは、隣り合う分離可能なシート間に間隙を画定するように互いに隣り合って配置されており、前記間隙は、隣り合う分離可能なシートの対向する表面間で均一に保持されており、それにより、隣り合う分離可能なシート間で、前記分離可能なシートの入口から前記分離可能なシートの出口まで延在する通路が画定されている、分離可能なシートと；前記間隙を保持するために前記分離可能なシートを支持する支持フレームワークであって、前記支持フレームワークは、前記支持フレームワークから隣り合う分離可能なシートを通って延在する間隙保持コンポーネントを有しており、それにより、各前記分離可能なシートの初期位置が保持されており、前記間隙保持コンポーネントは、前記隣り合う分離可能なシートを通る内側部分と、前記隣り合う分離可能なシート間に配置された間隙部分とを有する、支持フレームワークとを含む、二酸化炭素吸着材物品アセンブリ。
二酸化炭素吸着材物品アセンブリであって、吸着材物品の分離可能なシートであって、前記分離可能なシートは、隣り合う分離可能なシート間に間隙を画定するように互いに隣り合って配置されており、前記間隙は、隣り合う分離可能なシートの対向する表面間で均一に保持されており、それにより、隣り合う分離可能なシート間で、前記分離可能なシートの入口から前記分離可能なシートの出口まで延在する通路が画定されている、分離可能なシートと；前記間隙を保持するために前記分離可能なシートを支持する支持フレームワークであって、各前記分離可能なシートは、前記別個のシートから延在して前記支持フレームワークに当接する間隙保持コンポーネントを有しており、それにより、前記支持フレームワークから吊り下げられた前記分離可能なシートの初期位置が保持されている、支持フレームワークとを含む、二酸化炭素吸着材物品アセンブリ。
前記間隙保持コンポーネント又は前記分離可能なシートが、前記初期位置を保持するために張力下にある、請求項１～４のいずれか一項に記載の二酸化炭素吸着材物品アセンブリ。
各前記分離可能なシートが、短縮長部分を含み、前記間隙保持コンポーネントが、前記短縮長部分において前記分離可能なシート上に配置されたエラストマーコンポーネントである、請求項１に記載の二酸化炭素吸着材物品アセンブリ。
前記短縮長部分が、前記分離可能なシートの一部の波形化又はしわ寄せによって形成されている、請求項６に記載の二酸化炭素吸着材物品アセンブリ。
各前記分離可能なシートの前記短縮長部分が、短縮構成及び伸長構成のうちの一方を取る、請求項６又は７に記載の二酸化炭素吸着材物品アセンブリ。
前記分離可能なシートが、前記分離可能なシートを形成する材料の膨張又は収縮に応じて前記短縮構成と前記伸長構成との間で変化する、請求項８に記載の二酸化炭素吸着材物品アセンブリ。
前記間隙保持コンポーネントが、前記支持フレームワークに取り付けられた複数の細長部材を張設構成で含み、それにより、前記細長部材は、前記分離可能なシートの支持を提供する、請求項１に記載の二酸化炭素吸着材物品アセンブリ。
前記細長部材が、交差パターンを形成しており、それにより、各前記分離可能なシートは、２つの隣り合う細長部材の間に配置されている、請求項１０に記載の二酸化炭素吸着材物品アセンブリ。
各前記細長部材が、ワイヤ、繊維、又はフィラメントのうちの少なくとも１つを含む、請求項１０又は１１に記載の二酸化炭素吸着材物品アセンブリ。
前記間隙保持コンポーネントが、前記分離可能なシートを張設構成で保持するために前記支持フレームワークに取り付けられた複数の実質的に平面の構造部材を含む、請求項２に記載の二酸化炭素吸着材物品アセンブリ。
各前記構造部材が、第１の表面及び第２の表面を含み、前記第１又は第２の表面のうちの少なくとも一方は、前記分離可能なシートのうちの１つを、前記第１又は第２の表面のうちの少なくとも一方に取り付けられた状態で含む、請求項１３に記載の二酸化炭素吸着材物品アセンブリ。
前記分離可能なシートが、前記構造部材の前記第１の表面及び前記第２の表面の双方に取り付けられており、それにより、前記構造部材は、２つの前記分離可能なシートの間に配置されている、請求項１４に記載の二酸化炭素吸着材物品アセンブリ。
前記構造部材が、フィルム、フィラメント、金属シート、ポリマーシート、金属メッシュ、ポリマーメッシュ、又は布地のうちの少なくとも１つである、請求項１５に記載の二酸化炭素吸着材物品アセンブリ。
前記間隙保持コンポーネントが、細長部材であり、前記細長部材には複数の拡大部材が取り付けられており、前記細長部材は、各前記分離可能なシートを貫通して穿孔しており、各前記拡大部材は、前記分離可能なシートのうちの１つに取り付けられている、請求項２に記載の二酸化炭素吸着材物品アセンブリ。
前記拡大部材が、自己膨張性プラグである、請求項１７に記載の二酸化炭素吸着材物品アセンブリ。
前記分離可能なシートを貫通して穿孔している前記細長部材によって形成された開口部を封止する複数の封止部材をさらに含む、請求項１７又は１８に記載の二酸化炭素吸着材物品アセンブリ。
前記間隙保持コンポーネントが、細長部材であり、前記分離可能なシートは、シートの完全性を保持するための複数の自己封止位置を有し、前記自己封止位置において、前記分離可能なシートは、前記細長部材と係合している、請求項２に記載の二酸化炭素吸着材物品アセンブリ。

Description

関連出願の相互参照本出願は、２０２３年４月１７日付で出願された米国出願第６３／４５９，８３５号及び２０２４年４月１６日付で出願された米国出願第６３／６３４，５６２号の利益を主張し、当該出願の開示内容全体を、あらゆる目的で参照により本明細書に援用するものとする。本開示は、総じて、吸着材物品に関する装置、システム、及び方法に関する。より具体的には、本開示は、間に間隙が保持された吸着材物品に関する。温室効果ガスの排出に伴う二酸化炭素（ＣＯ２）レベルの増加は、環境に有害であることが判明している。近年、大気中の平均二酸化炭素レベルは、過去８０万年で記録された中で最も高いレベルへと増加した。大気中のＣＯ２の増加率も、過去数十年の増加率よりもはるかに高い。添付の図面は、本開示のさらなる理解を提供するために含まれ、本明細書に組み込まれ、その一部を構成し、実施形態を例示し、かつ本明細書と共に本開示の原理を説明する役割を果たすものである。本明細書に開示された実施形態による吸着材物品アセンブリの概略図である。本明細書に開示された一実施形態による吸着材物品アセンブリの概略図である。本明細書に開示された一実施形態による、短縮長の状態の吸着材物品アセンブリの概略図である。本明細書に開示された一実施形態による、図３Ａの吸着材物品アセンブリの延伸長の状態の概略図である。本明細書に開示された一実施形態による吸着材物品を収容又は支持するための構造フレームワークの等角図である。本明細書に開示された一実施形態による吸着材物品を収容又は支持するための構造フレームワークの側面図である。本明細書に開示された実施形態による吸着材物品アセンブリを形成するプロセスの概略図である。本明細書に開示された実施形態による吸着材物品アセンブリを形成するプロセスの概略図である。本明細書に開示された実施形態による吸着材物品アセンブリを形成するプロセスの概略図である。本明細書に開示された実施形態による吸着材物品アセンブリを形成するプロセスの概略図である。本明細書に開示された実施形態による吸着材物品アセンブリを形成するプロセスの概略図である。本明細書に開示された実施形態による吸着材物品アセンブリを形成するプロセスの概略図である。本明細書に開示された実施形態による吸着材物品アセンブリを形成するプロセスの概略図である。本明細書に開示された実施形態による吸着材物品アセンブリを形成するプロセスの概略図である。本明細書に開示された実施形態による吸着材物品アセンブリの概略図である。本明細書に開示された実施形態による吸着材物品アセンブリの概略図である。本明細書に開示された一実施形態による吸着材物品アセンブリの概略図である。本明細書に開示された一実施形態による別の吸着材物品アセンブリの断面図である。本明細書に開示された一実施形態による吸着材物品アセンブリの概略図である。本明細書に開示された一実施形態による吸着材物品を支持するための構造フレームワークの概略図である。図９Ａに示される複数の構造フレームワークと本明細書に開示された一実施形態による吸着材物品とを含む吸着材物品システムの斜視図である。図９Ｂに示される吸着材物品システムの一部の拡大図である。本明細書に開示された一実施形態による吸着中の吸着材物品アセンブリの概略図である。本明細書に開示された一実施形態による脱着中の吸着材物品アセンブリの概略図である。本明細書に開示された一実施形態による吸着材物品のシート及びフレームワークアセンブリの斜視図である。本明細書に開示された一実施形態による、図１０Ａに示される吸着材物品のシート及びフレームワークアセンブリの拡大図である。本明細書に開示された一実施形態による図１０Ａ及び１０Ｂのフレームワークアセンブリに備えられる吸着材物品のシートの部分図である。（従来技術）当技術分野で知られているソルベントポリマーコンポジット（ＳＰＣ）のプレート間の間隙を保持するためにプレートの表面上に配置されたドーム型の固化ドットを使用した吸着材物品アセンブリの斜視図である。定義及び用語体系本開示は、限定的に解釈されることを意図するものではない。例えば、本出願で用いられる用語体系は、当業者がその用語体系に与える意味の文脈において広く解釈されるべきである。不正確さを含む用語体系に関して、記載された測定値に加え、この記載された測定値に合理的に近い測定値をも含む測定値に言及するために、「約」及び「およそ」なる用語が互換的に用いられる場合がある。記載された測定値に合理的に近い測定値は、当業者によって理解されかつ容易に特定される程度に、記載された測定値から合理的にわずかに逸脱している。このような逸脱は、例えば、測定誤差、測定機器及び／又は製造機器のキャリブレーションの差異、測定値の読取及び／又は設定におけるヒューマンエラー、他のコンポーネントに関連する測定値の差異を考慮した性能及び／又は構造パラメータの最適化のために行われた軽微な調整、特定の実装シナリオ、人間又は機械による対象物の不正確な調整及び／又は操作等に起因し得る。当業者がそのような合理的にわずかな差の値を容易に特定できないと判断される場合には、「約」及び「およそ」なる用語は、記載された値の±１０％を意味すると理解することができる。様々な実施形態の説明当業者は、本開示の様々な態様が、意図された機能を実行するように構成された任意の数の方法及び装置によって実現できることを容易に理解するであろう。また、本明細書において参照される添付図面は必ずしも縮尺どおりに図示されているわけではなく、本開示の様々な態様を示すために誇張されている場合があることに留意すべきであり、その点で図面は限定的に解釈されるべきではない。本開示は、吸着材物品アセンブリ、該アセンブリを組み込んだシステム、及び該アセンブリを形成する方法に関する。該吸着材物品は、例えば空気供給流からのＣＯ２の捕捉における使用に関して以下に説明されているが、他の吸着方法及び用途にも使用することができる。こうした方法としては、これらに限定されるものではないが、他のガス供給流（例えば、燃焼排ガス）や液体供給流（例えば、海水）といった様々な入力流からの物質の吸着が挙げられる。被吸着物質は、ＣＯ２に限定されない。他の被吸着物質としては、これらに限定されるものではないが、他のガス分子（例えば、Ｎ２、ＣＨ４、及びＣＯ）、液体分子、及び溶質が挙げられる。特定の実施形態では、入力流は希薄であり、所望の物質が百万分の一（ｐｐｍ）のオーダーで含まれている場合がある。図１１は、当技術分野で知られている吸着材物品アセンブリを示す。この吸着材物品アセンブリは、吸着材ポリマー材料製の複数の繊維質プレート（図中で「プレート」と表記）又はマットを含み、ここで、各プレートは平坦であり、互いに平行な構成で配置されていてよい。各プレートは、複数の固化ドット（図中で「ドット」と表記）により保持される間隙によって離隔しており、これらのドットは、プレートの表面上に配置又は取り付けられていてよく、プレートの表面（「プレート表面」と表記）から延在する突起を有することができ、それにより、隣り合うプレート間の間隙の距離が画定されている。各間隙は、間隙体積、すなわち、吸着材ポリマーの隣り合う２つのピース間の間隙によって画定される空間を画定しており、この空間を固化ドットが占めている。当技術分野で知られている固化ドットは、間隙及び間隙体積を保持するための構造的支持を提供するのに十分な剛性を有しており、接着剤又はグルーで表面に取り付けられている。そのため、固化ドットは、吸着材の材料として機能しない。実際に、プレートの表面が固化ドットで部分的に覆われていることによって、覆われた部分のプレート表面がＣＯ２吸着を効果的に促進することが阻止又は抑制される。いくつかの例では、付加的に又は代替的に、固化ドットは、プレート上のＣＯ２吸着部位に対して望ましくない抵抗を提供する場合がある。さらに、いくつかのケースでは、固化ドットがある程度の流れの乱れを生じさせる場合があり、このことは、ＣＯ２がプレートの材料に拡散する能力に悪影響を与えるおそれがある。図１は、ソルベントポリマーコンポジット（ＳＰＣ）とも呼ばれる場合がある吸着材物品又は吸着材要素の複数の分離可能なシート１０２を含む直接空気回収（ＤＡＣ）システム又は二酸化炭素吸着材アセンブリ１００を示しており、該シート１０２は、第１の端部１０２Ａと、この第１の端部１０２Ａとは反対の第２の端部１０２Ｂとを有する。シート１０２が支持フレームワーク１０６に対して実質的に垂直に配置されている場合、第１の端部１０２Ａは「上端部」と呼ばれ、第２の端部１０２Ｂは「下端部」と呼ばれる場合がある。シート１０２は、平坦な表面に置かれたときに実質的に平坦になるように形成されていてよい。アセンブリ１００は、シート１０２に付随する少なくとも１つの間隙保持コンポーネント１０４を含む。アセンブリ１００は、例えば周囲の空気からのＣＯ２の捕捉など、任意の適切な環境でのＣＯ２の捕捉に用いることができる。アセンブリ１００はまた、アセンブリ１００に構造的支持を提供する支持フレームワーク１０６を含む。シート１０２は、フレームワーク１０６内に配置されており、隣り合う２つのシート１０２間に所定の距離「Ｄ」で間隙又は間隙体積「Ｇ」を画定している。間隙保持コンポーネント１０４は、フレームワーク１０６によって支持されており、ＤＡＣプロセスの吸着及び脱着プロセス中にシート１０２間の所定の距離Ｄを保持する。間隙保持コンポーネントは、間隙体積Ｇの約３０％以下、約２５％以下、約２０％以下、約１０％以下、約５％以下、又は約１％以下、ただし少なくとも０．１％を占めることも、適切な他の範囲又は値を占めることもできる。本明細書にさらに開示されているように、吸着材物品の分離可能なシート１０２は、隣り合う分離可能なシート１０２間に間隙Ｇを画定するように互いに隣り合って配置されていてよく、間隙Ｇは、隣り合う分離可能なシート１０２の対向する表面間で均一に保持されており、それにより、隣り合う分離可能なシート１０２間で、分離可能なシート１０２の入口から分離可能なシート１０２の出口まで延在する通路が画定されている。例えばアセンブリ１００の動作中に、図９Ｂに示すように、入口は、ガスの供給流９０４がシート１０２間の間隙に入る位置によって画定することができ、出口は、ガスの排出流９０６が間隙から出る位置によって画定することができる。いくつかの例では、分離可能なシート１０２及び／又は間隙保持コンポーネント１０４は、分離可能なシート１０２の初期位置及びそれらの間の間隙Ｇを保持するために張力下にある場合がある。吸着材物品シート又は要素は、例えばＤＡＣによってＣＯ２のような分子を吸着及び脱着（又は捕捉及び放出）するように構造化されている。吸着材物品シートは、分子の吸着及び脱着（又は捕捉及び放出）中の該吸着材物品シートの移動を容易にするために、十分に軟質でかつ可撓性であってよい。吸着材物品シートは、以下の材料のうちの１つ以上を使用して作られていてよい：延伸ポリテトラフルオロエチレン（ｅＰＴＦＥ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、延伸ポリエチレン（ｅＰＥ）、他の適切な多孔性ポリマー、又は適切な構造を有する他の材料。いくつかの例では、吸着材物品シートは、可撓性の多孔性ポリマーで作られている。他の様々な適切な多孔性ポリマーとしては、不織布材料、例えば、ナノスパン、メルトブローン、スパンボンド、及び多孔性キャストフィルムが挙げられることが理解されるであろう。シートの形成に使用される吸着材の材料は、吸着による表面での供給からの所望の物質（例えばＣＯ２）を保持するように構成された表面を有する基材であっ