[发明专利]还原二氧化碳的方法

说明书

技术领域

本发明涉及利用光能还原二氧化碳的方法。

背景技术

专利文献1～3公开了关于利用光能还原二氧化碳的方法。

专利文献4公开了将阳光聚集，使微生物进行光合作用的光合作用反应器系统。

专利文献5和专利文献6公开了在利用光能还原二氧化碳的装置中，使用透镜或反射镜使阳光聚集的结构。

专利文献7作为利用光能还原二氧化碳的装置的阳极电极，公开了具有包含氮化物半导体层的区域的阳极电极，所述氮化物半导体层是GaN层和Al_xGa_1-xN层(0＜x≤1)层叠而成的。

在先技术文献

专利文献1：日本特开平05-311476号公报

专利文献2：日本特开平07-188961号公报

专利文献3：国际公开第2012/046374号

专利文献4：日本特开平04-166076号公报

专利文献5：日本特开2003-275599号公报

专利文献6：日本特开2013-17929号公报

专利文献7：日本专利第5236125号公报

发明内容

但是，要求二氧化碳的还原效率的进一步提高。

本发明的目的是提供一种提高还原效率的还原二氧化碳的新方法。

本发明涉及的还原二氧化碳的方法，是利用用于还原二氧化碳的装置还原二氧化碳的方法，具有以下的工序(a)和工序(b)，所述工序(a)是准备二氧化碳还原装置的工序，所述二氧化碳还原装置具备以下部件：阴极室、阳极室、固体电解质膜、聚光部、阴极电极和阳极电极，其中，所述阴极电极在其表面具有金属或金属化合物，所述阳极电极在其表面具有包含氮化物半导体层的区域，所述氮化物半导体层是GaN层和Al_xGa_1-xN层(0＜x≤1)层叠而成的，在所述阴极室的内部保持有第1电解液，在所述阳极室的内部保持有第2电解液，所述阴极电极与所述第1电解液接触，所述阳极电极与所述第2电解液接触，所述固体电解质膜被夹在所述阴极室和所述阳极室之间，所述第1电解液含有所述二氧化碳，并且，所述阴极电极不经由外部电源而与所述阳极电极电连接，所述工序b是利用所述聚光部将波长为360nm以下的光聚集并将所述光照向所述阳极电极，将所述第1电解液中含有的二氧化碳在所述阴极电极上还原的工序。

本发明涉及的还原二氧化碳的方法能够提高二氧化碳的还原效率。

附图说明

图1是表示本发明涉及的阳极电极的截面图。

图2是表示本发明涉及的另一阳极电极的截面图。

图3是表示本发明涉及的另一阳极电极的截面图。

图4是表示本发明涉及的二氧化碳还原装置的概略图。

图5是表示实施例2的结果的图。

具体实施方式

(完成本发明涉及的二氧化碳的还原方法的见解)

对于完成本发明涉及的二氧化碳的还原方法的见解进行说明。

专利文献2公开了通过向阳极电极照射光，在阴极电极将电解液中含有的二氧化碳还原。更详细而言，通过向阳极电极照射光，在阳极电极生成载流子(电子和空穴)。并且，在阳极电极生成的电子经由配线向阴极电极供给。在阴极电极上，通过由阳极电极供给的电子，将电解液中含有的二氧化碳还原，生成还原生成物。

在此，在阴极电极生成的二氧化碳的还原生成物的生成量，依赖于在阳极电极生成的电子的量。也就是说，通过对阳极电极照射光，在阳极电极生成的电子的量如果恒定，则预测在阴极电极生成的二氧化碳的还原生成物的生成量也会恒定。

但是，本发明人进行了认真研究的结果，发现以下那样的事实，从而完成了本发明的关于使用二氧化碳还原装置的二氧化碳的还原方法的发明。

本发明人为了提高向阳极电极照射的光的强度，在专利文献2所公开的二氧化碳还原装置中设置了聚光部(以下称为“聚光装置”)。利用该聚光装置，将从光源照射的光聚集，并将聚集后的光对阳极电极照射。此时，调整聚光装置的位置、光强度和照射面积，使得阳极电极从光源得到的能量恒定。其结果，确认到通过提高单位面积的光强度，使在阴极电极生成的二氧化碳的还原生成物的生成量增加。也就是说，本申请发明人根据该实验结果发现，尽管由于阳极电极从光源得到的能量为恒定，因此在阳极电极生成的电子的量恒定，但是在阴极电极生成的二氧化碳的还原生成物的生成量还是增加。

本发明是基于上述见解完成的。