JP2014205878A - カソード電極およびそれを用いた電解装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】二酸化炭素を電気化学的に還元して炭化水素を生成するためのカソード電極103であって、少なくとも電極表面が圧延銅箔からなり、前記圧延銅箔は2種類以上の異なる配向の結晶面を有する多結晶であり、平均結晶粒径が5〜100μmであることを特徴とする。本発明によれば、圧延銅箔特有の結晶構造によって反応効率の向上とともに経時的な電極性能の劣化を抑制することができる。
【選択図】 図1
Description
本技術分野の背景技術として、非特許文献1には銅電極を用いた二酸化炭素含有水溶液の電解による二酸化炭素からのメタン生成が記載されている。また、非特許文献2には銅単結晶電極による二酸化炭素の還元が記載されている。
CO2(aq) + H2O → HCO3 - + H+ ・・・(3)
HCO3 - → HCO3 2- + H+ ・・・(4)
二酸化炭素の電気化学的還元では、カソード電極、アノード電極間を物理的に何ら区切らずに行うことが可能であるが、両電極間をイオン交換膜などの隔壁で仕切って行うことも可能である。
図1に示すように、内容積1Lの電解槽101の中央をイオン交換膜115で仕切り、その両側にカソード電極103とアノード電極105を配置した。カソード電極103には、厚さ10μm、銅純度99.9重量%であり、200℃にて1時間の再結晶化処理を行った圧延銅箔(タフピッチ銅)を使用した。アノード電極105には、純度99.8重量%、線径0.08mm、80メッシュのプラチナ金網を使用した。カソード電極103の表面積は30cm2、アノード電極105の表面積は20cm2であった。
図2に示すように、内容積は1Lで同じであるが、カソード電極103側に、電解反応中に二酸化炭素を連続的に吹き込むための二酸化炭素供給手段111を設けた電解槽101を用いて、反応中に、0.1L/分で二酸化炭素を吹き込みながら、その他の条件は実施例1と同様に、二酸化炭素の還元を行った。
印加電圧を−1.5V(vs Ag/AgCl)、−1.8V(vs Ag/AgCl)、−2.0V(vs Ag/AgCl)、−2.5V(vs Ag/AgCl)、−3.0V(vs Ag/AgCl)の5つの異なる条件で反応を行ったこと以外は実施例1と同様の条件で、二酸化炭素の還元を行った。
カソード電極103に、圧延処理を一切施していない厚さ0.1mmの銅板を用いたこと以外は、実施例1と同様の条件で、二酸化炭素の還元を行った。
反応前後の電極表面をSEMにより観察したところ、反応後は、反応前に認められなかった、炭素と考えられる堆積物の付着が認められた。これが電流値の低下の原因であると考えられる。表1に結果を示す。
カソード電極103に、圧延処理を一切施していない厚さ0.1mmの銅板を用いること以外は、実施例1と同様の条件で、二酸化炭素の還元を行った。本比較例では、カソード電極103の銅板には予め窒素雰囲気下200℃で1時間の熱処理を行ったものを使用した。
カソード電極103に、添加元素をドープした圧延銅箔を用いたこと以外は、実施例1と同様の条件で、二酸化炭素の還元を行った。添加元素としては、銀、ジルコニア、ニッケル、金、プラチナ、亜鉛、錫のそれぞれ1種を用いて、添加元素が0.02重量%ドープされた銅純度99.98重量%の圧延銅箔をカソード電極103とした。
102 電解質水溶液
103 カソード電極
104 参照電極
105 アノード電極
106 ガス採集口
107 電源
108 配線
111 二酸化炭素供給手段
112 ガス取り出し管
Claims (9)
- 二酸化炭素を電気化学的に還元して炭化水素を生成するためのカソード電極であって、
少なくとも電極表面が圧延銅箔からなり、前記圧延銅箔は2種類以上の異なる配向の結晶面を有する多結晶であり、平均結晶粒径が5〜100μmであることを特徴とするカソード電極。 - 請求項1に記載のカソード電極において、前記圧延銅箔は(100)面に配向した結晶の割合が他の結晶面よりも多いことを特徴とするカソード電極。
- 請求項1に記載のカソード電極において、前記圧延銅箔は銅を99重量%以上含むことを特徴とするカソード電極。
- 請求項3に記載のカソード電極において、前記圧延銅箔は、銀、ジルコニア、ニッケル、金、プラチナ、亜鉛、及び、錫から選ばれる少なくとも一種の元素を1重量%以下含むことを特徴とするカソード電極。
- 請求項2に記載のカソード電極において、前記炭化水素がメタンであることを特徴とするカソード電極。
- 二酸化炭素を電気化学的に還元して炭化水素を生成するための電解装置であって、
電解質水溶液を貯留する電解槽と、
前記電解質水溶液と接するように配置されるカソード電極およびアノード電極と、
前記カソード電極およびアノード電極と電気的に接続され、両電極間に電圧を印加する電源と、を少なくとも備え、
前記カソード電極は、少なくとも電極表面が圧延銅箔からなり、前記圧延銅箔は2種類以上の異なる配向の結晶面を有する多結晶であり、平均結晶粒径が5〜100μmであることを特徴とする電解装置。 - 請求項6に記載の電解装置において、前記電解槽に貯留された電解質水溶液に二酸化炭素を吹き込むための二酸化炭素供給手段を備えることを特徴とする電解装置。
- 請求項6に記載の電解装置において、前記圧延銅箔は(100)面に配向した結晶の割合が他の結晶面よりも多いことを特徴とする電解装置。
- 請求項8に記載の電解装置において、前記炭化水素がメタンであることを特徴とする電解装置。
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Cited By (5)
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---|---|---|---|---|
JP2018095945A (ja) * | 2016-12-16 | 2018-06-21 | 富士通株式会社 | 吸着剤、吸着剤の製造方法、二酸化炭素還元用電極、及び二酸化炭素還元装置 |
KR20180081279A (ko) * | 2017-01-06 | 2018-07-16 | 한국에너지기술연구원 | 역전기투석과 미생물 전기화학 시스템을 이용한 하이브리드형 탄화수소 연료 생산 장치 |
JP2018123390A (ja) * | 2017-02-02 | 2018-08-09 | 株式会社東芝 | 二酸化炭素の電解セルと電解装置 |
CN111621850A (zh) * | 2019-02-28 | 2020-09-04 | 本田技研工业株式会社 | 用于电化学还原CO2的多晶面的Cu2O纳米晶体的协同作用 |
WO2020225315A1 (en) * | 2019-05-07 | 2020-11-12 | Total Se | Electrocatalysts synthesized under co2 electroreduction and related methods and uses |
Families Citing this family (2)
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Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH04311586A (ja) * | 1991-04-09 | 1992-11-04 | Mitsubishi Electric Corp | 二酸化炭素の電解還元装置 |
JPH08296077A (ja) * | 1995-04-28 | 1996-11-12 | Hitachi Ltd | 炭酸ガス変換装置 |
WO2007041872A1 (en) * | 2005-10-13 | 2007-04-19 | Mantra Energy Alternatives Ltd. | Continuous co-current electrochemical reduction of carbon dioxide |
JP2012122126A (ja) * | 2010-12-10 | 2012-06-28 | Central Research Institute Of Electric Power Industry | 表面改質銅部材 |
JP2013001983A (ja) * | 2011-06-20 | 2013-01-07 | Jx Nippon Mining & Metals Corp | 圧延銅箔 |
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2013
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Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH04311586A (ja) * | 1991-04-09 | 1992-11-04 | Mitsubishi Electric Corp | 二酸化炭素の電解還元装置 |
JPH08296077A (ja) * | 1995-04-28 | 1996-11-12 | Hitachi Ltd | 炭酸ガス変換装置 |
WO2007041872A1 (en) * | 2005-10-13 | 2007-04-19 | Mantra Energy Alternatives Ltd. | Continuous co-current electrochemical reduction of carbon dioxide |
JP2009511740A (ja) * | 2005-10-13 | 2009-03-19 | マントラ エナジー オールターナティヴス リミテッド | 二酸化炭素の連続並流電気化学還元 |
JP2012122126A (ja) * | 2010-12-10 | 2012-06-28 | Central Research Institute Of Electric Power Industry | 表面改質銅部材 |
JP2013001983A (ja) * | 2011-06-20 | 2013-01-07 | Jx Nippon Mining & Metals Corp | 圧延銅箔 |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2018095945A (ja) * | 2016-12-16 | 2018-06-21 | 富士通株式会社 | 吸着剤、吸着剤の製造方法、二酸化炭素還元用電極、及び二酸化炭素還元装置 |
KR20180081279A (ko) * | 2017-01-06 | 2018-07-16 | 한국에너지기술연구원 | 역전기투석과 미생물 전기화학 시스템을 이용한 하이브리드형 탄화수소 연료 생산 장치 |
JP2018123390A (ja) * | 2017-02-02 | 2018-08-09 | 株式会社東芝 | 二酸化炭素の電解セルと電解装置 |
CN111621850A (zh) * | 2019-02-28 | 2020-09-04 | 本田技研工业株式会社 | 用于电化学还原CO2的多晶面的Cu2O纳米晶体的协同作用 |
WO2020225315A1 (en) * | 2019-05-07 | 2020-11-12 | Total Se | Electrocatalysts synthesized under co2 electroreduction and related methods and uses |
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