JP6647587B2 - Carbon dioxide reduction device and reduction method - Google Patents

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本発明は、二酸化炭素還元装置および還元方法に関し、特に、光触媒を用いた二酸化炭素還元に関する。   The present invention relates to a carbon dioxide reduction device and a reduction method, and more particularly, to a carbon dioxide reduction using a photocatalyst.

二酸化炭素還元方法としては、光触媒の存在の下、紫外線、太陽光などの光を照射して二酸化炭素を還元する方法が知られている（特許文献１参照）。そこでは、酸化チタン、酸化亜鉛などの光触媒の存在下において光を照射し、化学的反応によって二酸化炭素を固定化する。   As a carbon dioxide reduction method, a method of reducing carbon dioxide by irradiating light such as ultraviolet light or sunlight in the presence of a photocatalyst is known (see Patent Document 1). There, light is irradiated in the presence of a photocatalyst such as titanium oxide or zinc oxide, and carbon dioxide is fixed by a chemical reaction.

また、ｓｐ3結晶構造である炭素同素体を含む炭素材を光触媒として利用することで、二酸化炭素を還元することが可能である（特許文献２参照）。二酸化炭素を溶解させた溶媒に設置されたプレート状の炭素材に紫外光を照射すると、高い光エネルギーによって光触媒が励起し、二酸化炭素が還元されてＣＯが生成される。 In addition, it is possible to reduce carbon dioxide by using a carbon material containing a carbon allotrope having an sp 3 crystal structure as a photocatalyst (see Patent Document 2). When a plate-like carbon material placed in a solvent in which carbon dioxide is dissolved is irradiated with ultraviolet light, a photocatalyst is excited by high light energy, carbon dioxide is reduced, and CO is generated.

特開２００９−６２３２１号公報JP 2009-63221 A 特開２０１５−１５１２８５号公報JP-A-2015-151285

光触媒を用いた二酸化炭素還元は、二酸化炭素をより多く還元できることが課題であり、炭素材を用いた二酸化炭素還元においても、さらなる還元効率の向上が求められる。   The problem with carbon dioxide reduction using a photocatalyst is that it is possible to reduce carbon dioxide more. Even in carbon dioxide reduction using a carbon material, further reduction efficiency is required.

本発明の二酸化炭素還元方法は、二酸化炭素を溶媒に溶解させ、ｓｐ3結晶構造である炭素同素体を含むプレート状の炭素材を、光触媒として溶媒に入れる。そして、炭素材に対し、炭素同素体を励起させる紫外光を照射するとともに、炭素材を電源の負極に繋いで電圧を印加することにより、溶媒中の二酸化炭素を還元し、ＣＯ（一酸化炭素）を生成する。 In the carbon dioxide reduction method of the present invention, carbon dioxide is dissolved in a solvent, and a plate-like carbon material containing a carbon allotrope having an sp 3 crystal structure is put into the solvent as a photocatalyst. The carbon material is irradiated with ultraviolet light that excites a carbon allotrope, and the carbon material is connected to the negative electrode of a power supply and a voltage is applied to reduce carbon dioxide in the solvent, thereby reducing CO (carbon monoxide). Generate

本発明では、通常の電気分解ではＣＯを生成する二酸化炭素還元反応が生じない炭素材に対し、紫外光によって炭素同素体が励起した状態で負の電圧を印加することにより、ＣＯ生成量が増加することを初めて見出し、炭素材を光触媒として使用し、かつ電気分解のカソードとして機能させることでＣＯ生成に有効であることを導き出した。   In the present invention, the amount of CO generated is increased by applying a negative voltage to a carbon material that does not undergo a carbon dioxide reduction reaction that generates CO in ordinary electrolysis while the carbon allotrope is excited by ultraviolet light. For the first time, they found that using a carbon material as a photocatalyst and functioning as a cathode for electrolysis is effective in producing CO.

プレート状の炭素材は、一体的な個体炭素であればよく、形状も典型的な薄板形状に限定されず、長手方向に延在するものであればよい。例えば炭素材は、ホウ素濃度０．１％〜５％のボロンドープダイヤモンド構造を有する基板で構成することが可能である。紫外光の波長は、２００ｎｍ〜２６０ｎｍの範囲に定めるのがよい。   The plate-like carbon material may be an integral solid carbon, and the shape is not limited to a typical thin plate shape, and may be any material that extends in the longitudinal direction. For example, the carbon material can be constituted by a substrate having a boron-doped diamond structure with a boron concentration of 0.1% to 5%. The wavelength of the ultraviolet light is preferably set in a range from 200 nm to 260 nm.

電解槽を構成する場合、炭素材の対極としてアノードを溶媒に入れ、電源の正極に繋いで電圧を印加すればよい。また、炭素材とアノードとの間に、イオン交換膜を配置することも可能である。例えば、バブリングで二酸化炭素を溶解させる場合、二酸化炭素を炭素材傍に留めるため、気泡発生器を還元槽に配置することができる。   When forming an electrolytic cell, the anode may be put in a solvent as a counter electrode of the carbon material, and connected to the positive electrode of the power supply to apply a voltage. Further, an ion exchange membrane can be provided between the carbon material and the anode. For example, when dissolving carbon dioxide by bubbling, a bubble generator can be arranged in the reduction tank in order to keep carbon dioxide close to the carbon material.

本発明の他の態様における二酸化炭素還元装置は、容器と、容器に収容される溶媒に二酸化炭素を供給する二酸化炭素供給器と、容器内に配置され、ｓｐ3結晶構造である炭素同素体を含むプレート状の炭素材と、炭素同素体を励起させる紫外光を、炭素材に照射する光源と、炭素材と負極において接続し、電圧を印加する給電装置とを備えたことを特徴とする。 A carbon dioxide reduction device according to another aspect of the present invention includes a container, a carbon dioxide supply device that supplies carbon dioxide to a solvent contained in the container, and a carbon allotrope that is disposed in the container and has an sp 3 crystal structure. It is characterized by comprising a plate-like carbon material, a light source for irradiating the carbon material with ultraviolet light for exciting the carbon allotrope, and a power supply device connected to the carbon material at the negative electrode and applying a voltage.

本発明によれば、二酸化炭素還元装置において、二酸化炭素を効率よく還元することができる。   According to the present invention, carbon dioxide can be efficiently reduced in a carbon dioxide reduction device.

本実施形態である二酸化炭素還元装置を模式的に示した図である。It is the figure which showed typically the carbon dioxide reduction apparatus which is this embodiment. 実施例である二酸化炭素還元装置のＣＯ生成量の比較グラフである。It is a comparison graph of the amount of CO generation of the carbon dioxide reduction device which is an example.

以下では、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図１は、本実施形態である二酸化炭素還元装置を模式的に示した図である。   FIG. 1 is a diagram schematically showing a carbon dioxide reduction device according to the present embodiment.

二酸化炭素還元装置１０は、容器１５、気泡発生器１７、炭素材２０、光源ユニット３５、二酸化炭素供給器５０、および循環ポンプ（図示せず）を備え、容器１５には溶媒４０が注入されている。二酸化炭素供給器５０は、配管２５を介して二酸化炭素を気泡発生器１７へ送り込む。   The carbon dioxide reduction device 10 includes a container 15, a bubble generator 17, a carbon material 20, a light source unit 35, a carbon dioxide supply device 50, and a circulation pump (not shown). I have. The carbon dioxide supplier 50 sends the carbon dioxide to the bubble generator 17 via the pipe 25.

光源ユニット３５のランプ３０は、２００ｎｍ〜２６０ｎｍの波長をもつ紫外光を放射する長尺管状の紫外線ランプ（例えば、エキシマランプ）であり、溶媒４０の液面下で容器深さ方向に沿って配置される。ランプ３０は、ガラス管などの管状保護部材３２に収容されており、溶媒４０とランプ３０との間には、溶媒４０が入り込まない密閉空間が形成されている。   The lamp 30 of the light source unit 35 is a long tubular ultraviolet lamp (e.g., an excimer lamp) that emits ultraviolet light having a wavelength of 200 nm to 260 nm, and is arranged below the liquid level of the solvent 40 along the container depth direction. Is done. The lamp 30 is housed in a tubular protective member 32 such as a glass tube, and a closed space in which the solvent 40 does not enter is formed between the solvent 40 and the lamp 30.

溶媒４０は、電解質を溶解した水溶液が用いることが可能であり、それ以外にも、有機溶液、イオン性溶媒などが適用可能である。ここでは、硫酸ナトリウム水溶液が溶媒４０として用いられている。溶媒４０に対する二酸化炭素の溶解は、バブリングによって行われる。   As the solvent 40, an aqueous solution in which an electrolyte is dissolved can be used. In addition, an organic solution, an ionic solvent, or the like can be used. Here, an aqueous solution of sodium sulfate is used as the solvent 40. Dissolution of carbon dioxide in the solvent 40 is performed by bubbling.

光触媒として用いられる炭素材２０は、固体炭素であり、ここでは容器深さ方向に延びる一枚のプレート形状によって構成されている。炭素材２０は、ｓｐ3結晶構造の炭素同素体から成り、例えばホウ素濃度０．１〜５．０％のボロンドープダイヤモンド（ＢＤＤ）によって構成される。 The carbon material 20 used as a photocatalyst is solid carbon, and has a single plate shape extending in the depth direction of the container. The carbon material 20 is made of a carbon allotrope having an sp 3 crystal structure, and is made of, for example, boron-doped diamond (BDD) having a boron concentration of 0.1 to 5.0%.

溶媒４０には、炭素材２０に加え、導電性の金属板２１が設置されている。電源３６は、炭素材２０、金属板２１と接続されており、炭素材２０は負極に、金属板２１は正極に接続されている。ここでは、金属板２１は白金基板（以下、白金基板２１ともいう）によって構成されている。   In the solvent 40, in addition to the carbon material 20, a conductive metal plate 21 is provided. The power source 36 is connected to the carbon material 20 and the metal plate 21, and the carbon material 20 is connected to the negative electrode and the metal plate 21 is connected to the positive electrode. Here, the metal plate 21 is formed of a platinum substrate (hereinafter, also referred to as a platinum substrate 21).

炭素材２０と金属板２１との間には、イオン交換膜６０が配置されている。イオン交換膜６０は、陽イオンのみを透過させる陽イオン交換膜によって構成されている。イオン交換膜６０によって、炭素材２０の配置された還元槽と、金属板２１の配置された酸化槽とが、溶媒４０において区画される。   An ion exchange membrane 60 is arranged between the carbon material 20 and the metal plate 21. The ion exchange membrane 60 is configured by a cation exchange membrane that allows only cations to pass. The ion exchange membrane 60 divides the reduction tank in which the carbon material 20 is arranged and the oxidation tank in which the metal plate 21 is arranged in the solvent 40.

このような二酸化炭素還元装置１０において、以下の動作を行うことによって二酸化炭素が還元される。循環ポンプを作動させることにより、気泡発生器１７によって気泡が生じ、二酸化炭素が溶媒４０に溶解する。二酸化炭素が溶解した状態で、光源用電源（図示せず）から紫外線ランプ３０に対して電力を供給すると同時に、電源３６によって炭素材２０、白金基板２１に対して電圧をかける。炭素材２０には負の電圧、白金基板２１には正の電圧が印加される。   In such a carbon dioxide reduction device 10, carbon dioxide is reduced by performing the following operations. By operating the circulation pump, bubbles are generated by the bubble generator 17, and carbon dioxide is dissolved in the solvent 40. While the carbon dioxide is dissolved, power is supplied to the ultraviolet lamp 30 from a light source power supply (not shown), and at the same time, a voltage is applied to the carbon material 20 and the platinum substrate 21 by the power supply 36. A negative voltage is applied to the carbon material 20, and a positive voltage is applied to the platinum substrate 21.

紫外線ランプ３０から放射された紫外線が炭素材２０に照射されると、ｓｐ3結晶構造の炭素同素体が励起し、電子が放出される。この電子放出に伴って生じる比較的高い光エネルギーが二酸化炭素のＣ＝Ｏ結合を切り離し、一酸化炭素（ＣＯ）が生成される。生成された一酸化炭素は、気相中に放出される。 When the carbon material 20 is irradiated with ultraviolet light emitted from the ultraviolet lamp 30, the carbon allotrope having the sp 3 crystal structure is excited, and electrons are emitted. The relatively high light energy generated by this electron emission breaks the C = O bond of carbon dioxide, and carbon monoxide (CO) is generated. The generated carbon monoxide is released into the gas phase.

２ＣＯ2→２ＣＯ＋Ｏ2 2CO 2 → 2CO + O 2

一方、電解質の溶媒４０に浸された炭素材２０と金属板２１に対して所定電圧が印加されることにより、ＣＯを生成する二酸化炭素還元反応が生じる。このＣＯ生成の二酸化炭素還元反応は、光触媒に基づく還元反応（光化学反応）が生じている状態でしか実質的に生じない。   On the other hand, when a predetermined voltage is applied to the carbon material 20 and the metal plate 21 immersed in the electrolyte solvent 40, a carbon dioxide reduction reaction that generates CO occurs. This carbon dioxide reduction reaction of CO generation substantially occurs only in a state where a reduction reaction (photochemical reaction) based on a photocatalyst is occurring.

つまり、炭素材２０と白金基板２１とをそれぞれカソード（陰極）、アノード（陽極）として酸化還元反応を生じさせる電気分解を行っても、紫外光によってｓｐ3結晶構造の炭素同素体が励起していなければ、ＣＯ生成の二酸化炭素還元反応は生じない。ここでの電気分解は、あくまでも光触媒下でＣＯ生成を促進させる付随的な化学処理といえる。炭素材２０に印加する負の電圧は、ＣＯ生成の二酸化炭素還元反応が効果的に生じる電圧に設定すればよく、（マイナス）数ボルト程度でよい。 That is, even if electrolysis is performed to cause an oxidation-reduction reaction using the carbon material 20 and the platinum substrate 21 as a cathode and an anode, respectively, the carbon allotrope of the sp 3 crystal structure must not be excited by ultraviolet light. If this is the case, the carbon dioxide reduction reaction of CO generation does not occur. The electrolysis here can be said to be an incidental chemical treatment for accelerating the generation of CO under a photocatalyst. The negative voltage applied to the carbon material 20 may be set to a voltage at which a carbon dioxide reduction reaction for producing CO is effectively generated, and may be about (minus) several volts.

イオン交換膜６０は、例えば、ナフィオン膜（登録商標）が適用可能である。電気分解によって硫酸イオン（Ｓ2Ｏ4 2-）、ナトリウムイオン（Ｎａ+）、水素イオン（Ｈ+）などが生成されるが、ナトリウムイオン、水素イオンなどの陽イオンのみイオン交換膜６０を通過することができる。 As the ion exchange membrane 60, for example, a Nafion membrane (registered trademark) is applicable. Electrolysis produces sulfate ions (S 2 O 4 2− ), sodium ions (Na + ), hydrogen ions (H + ), etc., but only cations such as sodium ions and hydrogen ions pass through the ion exchange membrane 60. can do.

また、陰イオンとともに、溶媒４０に溶解された二酸化炭素、そして二酸化炭素から生成される炭酸イオン（ＣＯ3 2-など）も、イオン交換膜６０を通過することができない。これにより、還元槽に設置された気泡発生器１７によって溶媒４０に溶解した二酸化炭素が還元槽に留められることになり、ＣＯ生成が促進される。 Further, together with the anions, the carbon dioxide dissolved in the solvent 40 and the carbonate ions (such as CO 3 2- ) generated from the carbon dioxide cannot pass through the ion exchange membrane 60. Thereby, the carbon dioxide dissolved in the solvent 40 is retained in the reduction tank by the bubble generator 17 installed in the reduction tank, and CO generation is promoted.

このように本実施形態によれば、二酸化炭素還元装置１０において、光源ユニット３５、ｓｐ3結晶構造の炭素同素体から成るプレート状炭素材２０を、二酸化炭素の溶解した溶媒４０内に配置する。さらに、炭素材２０とともに白金基板２１を容器１５内に配置し、炭素材２０、白金基板２１をそれぞれ電源３６の負極、正極に接続する。そして、紫外線ランプ３０から紫外光を溶媒４０に向けて照射するとともに、炭素材２０、白金基板２１に対して電圧を印加する。光触媒である炭素材２０に対して紫外光照射とともに電圧印加を行うことにより、より多くのＣＯが生成される。 As described above, according to the present embodiment, in the carbon dioxide reduction device 10, the light source unit 35 and the plate-like carbon material 20 made of a carbon allotrope having an sp 3 crystal structure are arranged in the solvent 40 in which carbon dioxide is dissolved. Further, the platinum substrate 21 is placed in the container 15 together with the carbon material 20, and the carbon material 20 and the platinum substrate 21 are connected to the negative electrode and the positive electrode of the power source 36, respectively. Then, ultraviolet light is irradiated from the ultraviolet lamp 30 toward the solvent 40, and a voltage is applied to the carbon material 20 and the platinum substrate 21. By applying a voltage to the carbon material 20 as a photocatalyst together with the irradiation of ultraviolet light, more CO is generated.

なお、白金基板以外のアノードを炭素材の対極として設置してもよい。あるいは、炭素材のみを設置し、負の電圧を印加するように構成してもよい。   An anode other than the platinum substrate may be provided as a counter electrode of the carbon material. Alternatively, only a carbon material may be provided and a negative voltage may be applied.

以下、実施例を用いて、光触媒に対する光照射および電圧印加の同時プロセスの有効性を説明する。   Hereinafter, the effectiveness of the simultaneous process of light irradiation and voltage application to the photocatalyst will be described using examples.

実施例１である二酸化炭素還元装置は、本実施形態に対応する装置である。炭素材は、ホウ素濃度０．１％をドープさせたＢＤＤ基板によって構成される。また、溶媒は、硫酸ナトリウム水溶液で構成される。酸化槽と還元槽とを区画するイオン交換膜にはナフィオン膜（登録商標）が用いられている。ランプは、２２２ｎｍの紫外光を照射するエキシマランプによって構成される。   The carbon dioxide reduction device according to the first embodiment is a device corresponding to the present embodiment. The carbon material is constituted by a BDD substrate doped with a boron concentration of 0.1%. The solvent is composed of an aqueous sodium sulfate solution. A Nafion membrane (registered trademark) is used as an ion exchange membrane that partitions the oxidation tank and the reduction tank. The lamp is constituted by an excimer lamp that emits 222 nm ultraviolet light.

このような二酸化炭素還元装置に対し、条件を変えながら二酸化炭素還元によるＣＯ生成量を時間経過とともに測定した。具体的には、紫外光照射しなかった場合と、紫外光照射のみ行った場合と、紫外光照射と電圧印加両方を行った場合について、ＣＯ生成量を測定した。実験では、ＣＯ2を溶媒４０に１．４ｇ／ｌ濃度となるようにバブリングし、ＢＤＤ基板に対し−１．８Ｖ、白金電極に対して＋１．８Ｖの電圧を印加した。また、ＣＯ生成量の測定は、ガスクロマトグラフィによって行った。 With respect to such a carbon dioxide reduction apparatus, the amount of CO generated by carbon dioxide reduction was measured over time while changing the conditions. Specifically, the amount of CO generated was measured when no UV light irradiation was performed, when only UV light irradiation was performed, and when both UV light irradiation and voltage application were performed. In the experiment, CO 2 was bubbled through the solvent 40 to a concentration of 1.4 g / l, and a voltage of −1.8 V was applied to the BDD substrate and a voltage of +1.8 V was applied to the platinum electrode. The measurement of the amount of generated CO was performed by gas chromatography.

図２は、ＣＯ生成量を示したグラフである。図２に示すように、電圧印加だけではＣＯ生成が生じていないことが明らかになっている。これは、ＢＤＤ基板のような炭素材をカソードとして用いた電気分解を行っても、ＣＯ生成の還元反応が生じないことを示している。   FIG. 2 is a graph showing the amount of generated CO. As shown in FIG. 2, it is clear that CO is not generated only by applying a voltage. This indicates that a reduction reaction of CO generation does not occur even when electrolysis is performed using a carbon material such as a BDD substrate as a cathode.

一方、炭素材に対する紫外光照射と電圧印加両方の処理によって、ＣＯ生成量が著しく増加した。励起されたｓｐ3結晶構造の炭素材へ電圧を印加することが光触媒下のＣＯ生成（光化学反応）を促進させることが証明されている。 On the other hand, both the UV light irradiation and the voltage application to the carbon material significantly increased the amount of CO generated. It has been proven that applying a voltage to an excited carbon material having an sp 3 crystal structure promotes CO generation (photochemical reaction) under a photocatalyst.

１０ 二酸化炭素還元装置
１５ 容器
１７ 気泡発生器
２０ 炭素材
２１ 金属板／白金基板（アノード）
３０ ランプ
３５ 光源ユニット
３６ 電源
４０ 溶媒
５０ 二酸化炭素供給器
６０ イオン交換膜 Reference Signs List 10 carbon dioxide reduction device 15 container 17 bubble generator 20 carbon material 21 metal plate / platinum substrate (anode)
Reference Signs List 30 lamp 35 light source unit 36 power supply 40 solvent 50 carbon dioxide feeder 60 ion exchange membrane

Claims (10)

二酸化炭素を還元してＣＯを生成する二酸化炭素還元方法であって、
二酸化炭素を溶媒に溶解させ、
ｓｐ3結晶構造である炭素同素体を含むプレート状の固体炭素から成る炭素材を、光触媒として前記溶媒に入れ、
前記炭素材に対し、前記炭素同素体を励起させる紫外光を照射するとともに、前記炭素材を電源の負極に繋いで電圧を印加することにより、前記溶媒中の二酸化炭素を還元し、ＣＯを生成し、
前記固体炭素が、ｓｐ 3 結晶構造である炭素同素体から成り、
前記溶媒が、硫酸ナトリウム水溶液であることを特徴とする二酸化炭素還元方法。 A carbon dioxide reduction method for reducing carbon dioxide to produce CO,
Dissolve carbon dioxide in the solvent,
A carbon material consisting of a plate-like solid carbon containing a carbon allotrope having an sp 3 crystal structure is put in the solvent as a photocatalyst,
To said carbon material, with irradiating ultraviolet light to excite the carbon allotrope by applying a voltage by connecting the carbon material in the negative electrode of the power source, reducing the carbon dioxide in said solvent, to produce a CO ,
The solid carbon comprises a carbon allotrope having a sp 3 crystal structure;
The carbon dioxide reduction method , wherein the solvent is an aqueous solution of sodium sulfate . 前記電源の正極に繋いだアノードを、前記溶媒に入れることを特徴とする請求項１に記載の二酸化炭素還元方法。   The carbon dioxide reduction method according to claim 1, wherein an anode connected to a positive electrode of the power source is placed in the solvent. 前記炭素材と前記アノードとの間に、イオン交換膜を配置することを特徴とする請求項２に記載の二酸化炭素還元方法。   The carbon dioxide reduction method according to claim 2, wherein an ion exchange membrane is disposed between the carbon material and the anode. 紫外光の波長が、２００ｎｍ〜２６０ｎｍの範囲であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の二酸化炭素還元方法。   The method for reducing carbon dioxide according to any one of claims 1 to 3, wherein a wavelength of the ultraviolet light is in a range of 200 nm to 260 nm. 前記炭素材が、ホウ素濃度０．１原子％〜５原子％のボロンドープダイヤモンド構造を有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の二酸化炭素還元方法。   The carbon dioxide reduction method according to any one of claims 1 to 4, wherein the carbon material has a boron-doped diamond structure having a boron concentration of 0.1 atomic% to 5 atomic%. 二酸化炭素を還元してＣＯを生成する二酸化炭素還元装置であって、
容器と、
前記容器に収容される溶媒に二酸化炭素を供給する二酸化炭素供給器と、
前記容器内に配置され、ｓｐ3結晶構造である炭素同素体を含むプレート状の固体炭素から成る炭素材と、
前記炭素同素体を励起させる紫外光を、前記炭素材に照射する光源と、
前記炭素材と負極において接続し、電圧を印加する給電装置とを備え、
前記固体炭素が、ｓｐ 3 結晶構造である炭素同素体から成り、
前記溶媒が、硫酸ナトリウム水溶液であることを特徴とする二酸化炭素還元装置。 A carbon dioxide reduction device that generates carbon dioxide by reducing carbon dioxide,
A container,
A carbon dioxide supply device that supplies carbon dioxide to a solvent contained in the container,
A carbon material comprising a plate-like solid carbon containing a carbon allotrope having an sp 3 crystal structure, disposed in the container,
A light source for irradiating the carbon material with ultraviolet light for exciting the carbon allotrope;
A power supply device connected to the carbon material and the negative electrode to apply a voltage ,
The solid carbon comprises a carbon allotrope having a sp 3 crystal structure;
The carbon dioxide reduction device , wherein the solvent is an aqueous solution of sodium sulfate . 前記容器内に配置され、前記給電装置の正極と接続するアノードをさらに備えることを特徴とする請求項６に記載の二酸化炭素還元装置。   The carbon dioxide reduction device according to claim 6, further comprising an anode disposed in the container and connected to a positive electrode of the power supply device. 前記炭素材と前記アノードとの間に配置されるイオン交換膜をさらに備えることを特徴とする請求項７に記載の二酸化炭素還元装置。   The carbon dioxide reduction device according to claim 7, further comprising an ion exchange membrane disposed between the carbon material and the anode. 前記光源が、２００ｎｍ〜２６０ｎｍの範囲の波長をもつ紫外光を照射することを特徴とする請求項６乃至８のいずれかに記載の二酸化炭素還元装置。   The carbon dioxide reduction device according to any one of claims 6 to 8, wherein the light source emits ultraviolet light having a wavelength in a range of 200 nm to 260 nm. 前記炭素材が、ホウ素濃度原子０．１％〜原子５％のボロンドープダイヤモンド構造を有することを特徴とする請求項６乃至９のいずれかに記載の二酸化炭素還元装置。

The carbon dioxide reduction device according to any one of claims 6 to 9, wherein the carbon material has a boron-doped diamond structure having a boron concentration of 0.1% to 5%.

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