本发明专利技术提供还原二氧化碳的新方法。在本发明专利技术中，工作电极含有硼。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及。
技术介绍
专利文献1、专利文献2、非专利文献1、非专利文献2和非专利文献3公开了。现有技术文献专利文献专利文献1 日本特许第4167775号公报专利文献2 日本特开平01-313313号公报非专利文献非专利文献1 Journal of Physical Chemistry A102. p. p. 2870(1998)非专利文献2 Journal of American Chemical Society 122. p. p. 10820(2000)非专利文献 3 =Chemistry Letters p. p. 1695(1985)。
技术实现思路
专利技术所要解决的课题本专利技术的目的在于提供还原二氧化碳的新方法。用于解决课题的方法本专利技术是使用还原二氧化碳的装置，具备以下的工序准备具备槽、工作电极和对电极的上述装置的工序(a)，其中，在上述槽的内部保持电解液，上述工作电极含有选自六硼化锶(SrB6)、六硼化钙(CaB6)、六硼化钡(BaB6)、六硼化镧(LaB6)和六硼化铈(CeB6)中的至少1种硼化合物，上述对电极含有金属，上述硼化合物接触上述电解液，上述金属接触上述电解液，上述电解液含有上述二氧化碳；和在上述工作电极和上述对电极上分别施加负电压和正电压，将上述电解液中所含有的二氧化碳还原的工序(b)。专利技术的效果本专利技术提供还原二氧化碳的新方法。 附图说明图1表示实施方式1的还原二氧化碳的装置。图2表示实施例1的使用具备Sr 的电极的反应电流-电场电位测定(C-V测定)结果的曲线图。图3是表示实施例1的气相色谱结果的曲线图。图4是表示实施例1的液相色谱结果的曲线图。图5A是表示实施例2的使用具备CaB6的电极的反应电流-电场电位测定(C_V测定)结果的曲线图。图5B是表示实施例2的使用具备BaB6的电极的反应电流-电场电位测定(C_V测定)结果的曲线图。图5C是表示实施例2的使用具备LaB6的电极的反应电流-电场电位测定(C_V测定)结果的曲线图。图5D是表示实施例2的使用具备( 的电极的反应电流-电场电位测定(C-V测定)结果的曲线图。具体实施例方式以下说明本专利技术的实施方式。(工序(a))在工序(a)中，准备还原二氧化碳的装置。如图1所示，装置具备槽21、工作电极11和对电极13。在槽21的内部保持有电解液15。电解液15的例子为碳酸氢钾水溶液。电解液 15含有二氧化碳。在二氧化碳溶解于电解液15的状态下，电解液15优选为弱酸性。工作电极11含有选自六硼化锶(SrB6)、六硼化钙(CaB6)、六硼化钡(BaB6)、六硼化镧(LaB6)或六硼化铈(CeB6)中的至少1种硼化合物。工作电极11可以如下制造。首先，在有机溶剂中使硼化合物颗粒分散，形成浆料。然后，在多孔性的导电性基材上涂布该浆料，得到工作电极11。该基材优选具有薄膜的形状。基材的例子为碳纸、惰性金属基板、玻璃碳基板或导电性硅基板。工作电极11也可以由溅射法形成。工作电极11接触电解液15。更准确地说是工作电极11具备的硼化合物接触电解液15。在图1中，工作电极11被浸渍在电解液15中。只要硼化合物接触电解液15，也可以仅为工作电极11的一部分被浸渍在电解液15中。对电极13含有金属。优选的金属的例子是钼、金、银、铜、镍和钛。只要该金属不被电解，则该金属的材料没有特别限定。对电极13接触电解液15。更准确地说是对电极13具备的金属接触电解液15。在图1中，对电极13被浸渍在电解液15中。只要金属接触电解液15，也可以仅为对电极13 的一部分被浸渍在电解液15中。如图1所示，槽21优选具备管17。二氧化碳通过管17被供给电解液15。管17 的一端被浸渍在电解液15中。固体电解质膜16优选设置在槽21的内部。其理由在下面工序(b)中说明。固体电解质膜16被夹置在工作电极11和对电极13之间，将电解液15分割为第1液15L和第 2液15R。对电极13与第1液15L接触。工作电极11与第2液15R接触。(工序(b))在工序(b)中，在工作电极11和对电极13上分别施加负电压和正电压。这引起在电解液15 (更准确地说是第2液15R)中所含有的二氧化碳在工作电极11上被还原。其结果，在工作电极11上产生选自一氧化碳、甲酸和甲烷中的至少1种。在对电极13上，水被氧化而产生氧。优选使用恒电位器14，在工作电极11和对电极13之间施加电位差。在工作电极11和对电极13之间所施加的电位差优选为1. 8V以上。在下述的实施例1中，对应于在-0. 5V以下(且-1. 6V以上)观测到CO2还原电流的事实。在优选方式中设置固体电解质膜16。仅质子透过固体电解质膜16。固体电解质膜16的例子为可以从杜邦公司购入的Nafion(注册商标)膜。固体电解质膜16抑制在对电极13上的逆反应。即，如果万一在工作电极11上生成的一氧化碳、甲酸或甲烷到达对电极13，它们就在对电极13上被氧化，变回二氧化碳。固体电解质膜16防止该逆反应。如图1所示，优选设置参照电极12。参照电极12接触电解液15。在使用固体电解质膜16时，参照电极12接触第2液15R。参照电极12与工作电极11电连接。参照电极 12的例子为银/氧化银电极。(实施例)通过以下的实施例更详细地说明本专利技术。(实施例1)在厚度0.5mm的导电性碳纸(CP)上以约1 X IO7个/cm2的分布密度载持平均粒径为数μπι的六硼化锶(Sr 颗粒，Furuuchi化学生产，纯度99%)，制作本专利技术涉及的电极催化剂(工作电极)。使用该电极催化剂，进行CO2的电化学的还原反应。在图1中表示在本次测定中使用的电化学电池的结构模式图。该电池为如下的三极电池结构在工作电极11 上使用制作的Sr 颗粒载持电极，并且作为参照电极12使用银/氯化银电极(Ag/AgCl电极)，在对电极13上使用钼电极(Pt电极)。对该三极电池，通过由恒电位器14扫描电位， 进行CO2还原反应的评价。在电解液15中，使用0. IM的碳酸氢钾水溶液(KHCO3水溶液)。 另外，工作电极11和对电极13之间，为了防止通过催化作用产生的气体成分的混合，用固体电解质膜16隔开。在电池内配置气体导入管17，使CO2气体以鼓泡的方式导入KHCO3电解液中。测定如下，首先(1)在电解液中将氮气汎)以200ml/min的流量流动30分钟，保持鼓泡状态，在排除了溶液中(X)2的状态下扫描电位，绘制反应电流-电解电压曲线(C-V曲线)。接着，⑵将配管切换为CO2气体，同样以200ml/min的流量保持30分钟鼓泡状态，在溶液由CO2饱和的状态下扫描电位，绘制CO2存在下的C-V曲线。通过计算得到该状态⑴ (逐出CO2的状态)和状态⑵(由CO2饱和的状态)的C-V曲线的差值，评价由CO2还原产生的反应电流。其结果表示在图2中。在该图中，电流值(纵轴)为负的状态，表示发生(X)2 还原反应。如图2所示，本实施例的实验结果为施加电位E在-0. 5V附近，反应电流从零推移为负值。即，在使用该Sr 颗粒的电极催化剂中，以银/氯化银电极(Ag/AgCl电极)为基准，在约-0. 5V的施加电压下观测到(X)2还原电流。这意味在标准氢电极中，在约-0. 3V 开始还原。另一方面，在本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：钱谷勇磁，谷口丽子，四桥聪史，出口正洋，
申请(专利权)人：松下电器产业株式会社，
类型：发明
国别省市：
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