还原二氧化碳的方法技术

本发明专利技术的方法具备以下的工序：准备装置的工序（a），该装置具备阴极室（102）、阳极室（105）和固体电解质膜（106），其中，阴极室具备阴极电极（101），阳极室具备阳极电极（104），阳极电极具备氮化物半导体区域（302），氮化物半导体区域的一部分表面被镍或钛区域（303）覆盖，区域（303）接触氮化物半导体区域，在阴极室中保持第1电解液（107），在阳极室中保持第2电解液（108），阴极电极接触第1电解液，阳极电极接触第2电解液，第1电解液含有二氧化碳，阴极电极与阳极电极电连接，阳极电极具备阳极电极端子（111），区域（303）与阳极电极端子隔开；和对氮化物半导体区域的至少一部分照射具有250nm以上且400nm以下波长的光，还原第1电解液中的二氧化碳的工序（b），其中，也对区域（303）照射光。

【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I 6和非专利文献I 6公开了。现有技术文献专利文献 专利文献I :日本特许第4167775号公报专利文献2 :日本特开平I 一 313313号公报专利文献3 日本特开昭55 - 105625号公报专利文献4 日本特许第3876305号公报专利文献5 日本特许第4158850号公报专利文献6 :日本特开昭63 - 247388号公报非专利文献非专利文献I :Journal of Physical Chemistry A, 102 号，2870 页(1998)非专利文献2 :Journal of the American Chemical Society, 122 号，10821 页(2000)非专利文献3 :Chemistry Letters, 1685 页(1985)非专利文献4 =Nature, 277 号，637 页(I979)非专利文献5 !Coordination Chemistry Reviews, 254 号，346 页(2010)非专利文献6:ACS Nano，4 号，1259 页(2010)
技术实现思路
专利技术所要解决的课题本专利技术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用于还原二氧化碳的装置来，具备以下工序准备具备以下部分的用于还原二氧化碳的装置的工序(a)，阴极室、阳极室、和固体电解质膜，其中，上述阴极室具备阴极电极，上述阴极电极具备金属或金属化合物，上述阳极室具备阳极电极，上述阳极电极具备氮化物半导体区域，上述氮化物半导体区域的一部分表面被镍或钛区域覆盖，上述镍或钛区域接触上述氮化物半导体区域，在上述阴极室的内部保持第I电解液，在上述阳极室的内部保持第2电解液，上述阴极电极接触上述第I电解液，上述阳极电极接触上述第2电解液，上述固体电解质膜被夹持在上述阴极室和上述阳极室之间，上述第I电解液含有上述二氧化碳，上述阴极电极与上述阳极电极电连接，上述阳极电极具备收集在上述阳极中产生的电子的阳极电极端子，并且，上述镍或钛区域与上述阳极电极端子隔开；和对形成有上述镍或钛区域的上述氮化物半导体区域的至少一部分照射具有250纳米以上且400纳米以下波长的光，还原上述第I电解液中所含有的二氧化碳的工序(b)，其中，也对上述镍或钛区域照射上述光。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I表示根据实施方式I的用于还原二氧化碳的装置。图2A表示阳极电极104。图2B是图2A的圆A的局部放大图。图2C是图2B的B-B ’的截面图。图3表示在实施例I中，光被照射在氮化物半导体区域302前后的电流变化的曲线图。图4表示在实施例I中，该电荷量(横轴)和得到的甲酸的量(纵轴)量的关系。图5表示在实施例I、实施例2和比较例I中，光被照射在氮化物半导体区域302前后的电流变化的曲线图。图6是表不对阳极电极照射光的时间和光电流量之间关系的曲线图。具体实施例方式以下，说明本专利技术的实施方式。(实施方式I)(用于还原二氧化碳的装置)图I表示根据实施方式I的用于还原二氧化碳的装置。该装置具备阴极室102、阳极室105和固体电解质膜106。阴极室102具备阴极电极101。阴极电极101接触第I电解液107。具体而言，阴极电极101被浸溃在第I电解液107中。阴极电极101的材料的例子为铜、金、银、镉、铟、锡、铅或它们的合金，优选铜。阴极电极101的材料的其它例子为能够还原二氧化碳的金属化合物。该材料只要接触第I电解液107，就能够在第I电解液107中仅浸溃阴极电极101的一部分。阳极室105具备阳极电极104。阳极电极104接触第2电解液108。具体而言，阳极电极104被浸溃在第2电解液108中。如图2A所示，阳极电极104具备氮化物半导体区域302。氮化物半导体区域302由氮化物半导体形成。该氮化物半导体优选为 氮化鎵。在图2A中，在阳极电极104的一部分表面形成正方形的氮化物半导体区域302。但是，能够在阳极电极104的全部表面形成氮化物半导体区域302。氮化物半导体区域302的形状不限定于正方形。如图2B所示，氮化物半导体区域302的一部分表面被镍或钛区域303覆盖。优选设置多个镍或钛区域303。准确而言，多个镍或钛区域303被分散在氮化物半导体区域302的表面上。作为一例，多个镍或钛区域303优选以矩阵状被分散在氮化物半导体区域302的表面上。在图2B中，在构成正方形氮化物半导体区域302的一部分的圆A内侧形成有多个镍或钛区域303。但是，能够在全部氮化物半导体区域302上形成多个镍或钛区域303。镍或钛区域303的总面积优选小于氮化物半导体区域302的面积的十分之三倍。如果镍或钛区域303的总面积是氮化物半导体区域302的面积的十分之三倍以上，就有过多的光被镍或钛区域303遮挡，到达氮化物半导体区域302的光的量会变得过少。镍或钛区域303接触氮化物半导体区域302。如果镍或钛区域303不与氮化物半导体区域302接触，就达不到本专利技术的效果。镍或钛区域303含有镍或钛。优选镍或钛区域303由镍、钛、镍合金或钛合金构成。I个镍或钛区域303的形状的例子为点或微粒。在图2B中，I个镍或钛区域303的形状为正方形，但不限定于正方形。只要该氮化物半导体接触第2电解液108，就能够只是阳极电极104的一部分被浸溃在第2电解液108中。在阴极室102的内部保持着第I电解液107。在阳极室105的内部保持着第2电解液108。第I电解液107的例子为碳酸氢钾水溶液、碳酸氢钠水溶液、氯化钾水溶液、硫酸钾水溶液或磷酸钾水溶液，优选为碳酸氢钾水溶液。在二氧化碳溶解于第I电解液107的状态下，第I电解液107优选为弱酸性。第2电解液108的例子为氢氧化钠水溶液或氢氧化钾水溶液,优选为氢氧化钠水溶液。第2电解液108优选为强碱性。第I电解液107的溶质和第2电解液108的溶质可以相同，但优选为不同。第I电解液107含有二氧化碳。二氧化碳的浓度没有特别限定。为了将第I电解液107与第2电解液108分离，在阴极室102和阳极室105之间夹持有固体电解质膜106。即，在本装置中，第I电解液107和第2电解液108不混合。固体电解质膜106只要仅能够通过质子且不能通过其他物质，就没有特别限定。固体电解质膜106的例子为Nafion (注册商标)。阴极电极101具备阴极电极端子110。阳极电极104具备阳极电极端子111。阴极电极端子110和阳极电极端子111由导线112电连接。S卩，阴极电极101通过导线102与阳极电极104被电连接。其中，在阴极电极101和阳极电极104之间，没有电夹持电池或恒电位器这样的外部电源。阳极电极端子111是为了收集在阳极电极104中产生的电子并且在导线112中供给电子而设置的。优选阳极电极端子111设置在氮化物半导体区域302上。镍或钛区域303与阳极电极端子111隔开。换言之，在镍或钛区域303和阳极电极端子111之间夹存有空间。从该说明可以理解，镍或钛区域303不与阳极电极端子111直接电连接。换而言之，镍或钛区域303通过氮化物半导体区域302与阳极电极端子111间接地电连接。(二氧化碳的还原方法)接着，说明使用上述装置来。 该装置可以置于本文档来自技高网...

【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：出口正洋，四桥聪史，山田由佳，
申请(专利权)人：松下电器产业株式会社，
类型：发明
国别省市：