JP5259889B1 - 二酸化炭素を還元する方法 - Google Patents
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Abstract
Description
前記装置を用意する工程(a)、ここで、
前記装置は以下を具備する:
槽、
カソード電極、および
アノード電極、ここで
前記槽の内部には電解液が保持され、
前記カソード電極はルベアン酸銅配位高分子を含有し、
前記ルベアン酸銅配位高分子は前記電解液に接し、
前記アノード電極は前記電解液に接し、
前記電解液は二酸化炭素を含有し、
前記カソード電極および前記アノード電極の間に電圧差を印加して、前記二酸化炭素を還元する工程(b)。
前記装置を用意する工程(a)、ここで、
前記装置は以下を具備する:
槽、
カソード電極、および
アノード電極、ここで
前記槽の内部には電解液が保持され、
前記カソード電極はルベアン酸銅配位高分子を含有し、
前記ルベアン酸銅配位高分子は前記電解液に接し、
前記アノード電極は前記電解液に接し、
前記電解液は二酸化炭素を含有し、
前記カソード電極および前記アノード電極の間に電圧差を印加して、前記二酸化炭素を還元する工程(b)。
装置を用意する工程(a)、ここで、
前記装置は以下を具備する:
槽、
カソード電極、および
アノード電極、ここで
前記槽の内部には電解液が保持され、
前記カソード電極はルベアン酸銅配位高分子を含有し、
前記ルベアン酸銅配位高分子は前記電解液に接し、
前記アノード電極は前記電解液に接し、
前記電解液は二酸化炭素を含有し、
前記カソード電極および前記アノード電極の間に電圧差を印加して、蟻酸を生成させる工程(b)。
工程(a)では、二酸化炭素を還元する装置20を用意する。
工程(b)では、カソード電極11およびアノード電極13の間に電圧差を印加する。このことが、電解液15(より正確には、カソード液15R)に含有される二酸化炭素がカソード電極11上にて還元されることを引き起こす。その結果、カソード電極11上では、蟻酸が生成される。
(カソード電極11の作製)
実施例1によるカソード電極11は、以下のように作製された。実施例1において用いられたルベアン酸は、和光純薬工業株式会社より購入された。
このようにして得られたカソード電極11を用いて、図1に示される装置20を用意した。槽21は、230ミリリットルの容積を有していた。参照電極12およびアノード電極13は、それぞれ、Ag/AgCl電極および白金ワイヤ電極であった。電解液15は0.5Mの濃度を有する炭酸水素カリウム(KHCO3)水溶液であった。言い換えれば、カソード液15Rおよびアノード液15Lのいずれも、0.5Mの濃度を有する炭酸水素カリウム(KHCO3)水溶液であった。電解液15の量は140ミリリットルであった。固体電解質膜16は、シグマアルドリッチジャパン社より購入された(商品名:Nafion(登録商標) 117)。
管17を介して、200ミリリットル/分の流量で、30分間、二酸化炭素がカソード液15Rにバブリングにより導入された。このようにして、二酸化炭素はカソード液15R中で飽和した。230ミリリットルの容積を有する槽21は蓋(図示せず)を具備しており、140ミリリットルの電解液15(液相)および90ミリリットルの二酸化炭素ガス(気相)を内部に有していた。蓋により、装置20は密閉された。
カソード電極11、参照電極12、およびアノード電極13に、それぞれ、−1.4ボルト、0ボルト、および+1.2ボルトの電圧が印加された。電流は10ミリアンペアであった。この状態が1000秒間、すなわち、16分40秒間維持された。総通電量は10クーロンであった。その後、シリンジを用いて、液相成分および気相成分が集められた。集められた液相成分は、液体クロマトグラフィーにより分析された(図2参照)。集められた気相成分は、気体クロマトグラフィーにより分析された。結果は表1に示される。
カソード電極11に−1.5ボルトの電圧が印加されたこと以外は、実施例1Aと同様の実験が行われた。結果は表1に示される。
カソード電極11に−1.6ボルトの電圧が印加されたこと以外は、実施例1Aと同様の実験が行われた。結果は表1に示される。
CR−MOFのスラリーがカーボンペーパーに滴下されなかったことと、カソード電極11に−1.8ボルトの電圧が印加されたこと以外は、実施例1Aと同様の実験が行われた。すなわち、比較例1では、カソード電極11はカーボンペーパーから形成された。結果は表1に示される。
カソード電極11として銅電極が用いられたことと、カソード電極11に−1.8ボルトの電圧が印加されたこと以外は、実施例1Aと同様の実験が行われた。結果は表1に示される。
炭酸水素カリウム(KHCO3)水溶液に代えて、0.5Mの濃度を有する塩化カリウム水溶液が電解液15として用いられたこと以外は、実施例1Aおよび1Cならびに比較例1Aおよび1Bと同様の実験が行われた。比較例1Aおよび2Bと同様の実験では、カソード電極11に印加する電圧が比較例1Aおよび2Bのものとは異なっていた。結果は表2に示される。
Claims (4)
- 二酸化炭素を還元する装置を用いて二酸化炭素を還元する方法であって、以下の工程を具備する:
前記装置を用意する工程(a)、ここで、
前記装置は以下を具備する:
槽
カソード電極、および
アノード電極、ここで
前記槽の内部には電解液が保持され、
前記カソード電極はルベアン酸銅配位高分子を含有し、
前記ルベアン酸銅配位高分子は前記電解液に接し、
前記アノード電極は前記電解液に接し、
前記電解液は二酸化炭素を含有し、
前記カソード電極および前記アノード電極の間に電圧差を印加して、前記二酸化炭素を還元する工程(b)、ここで、
前記工程(b)において、前記カソード電極上で前記二酸化炭素が還元される。 - 請求項1に記載の方法であって、
前記槽は固体電解質膜を具備し、
前記固体電解質膜は、前記カソード電極および前記アノード電極の間に挟まれている。 - 請求項1に記載の方法であって、
前記工程(b)において前記電圧差は2.0V以上である。 - 請求項1に記載の方法であって、
前記工程(b)において、前記カソード電極上で蟻酸が発生する。
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