JPS62120489A - 常温・常圧における二酸化炭素の間接電気化学的還元 - Google Patents
常温・常圧における二酸化炭素の間接電気化学的還元Info
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- JPS62120489A JPS62120489A JP60259607A JP25960785A JPS62120489A JP S62120489 A JPS62120489 A JP S62120489A JP 60259607 A JP60259607 A JP 60259607A JP 25960785 A JP25960785 A JP 25960785A JP S62120489 A JPS62120489 A JP S62120489A
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- soln
- carbon dioxide
- methanol
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- Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
二酸化炭素は化石燃料の燃焼や生物の呼吸において生じ
る炭素の最終酸化生成物である。また〜石灰炉やセメン
ト工場において工場廃ガスとして大量に廃棄されている
。現代社会は化石燃料の燃焼によって得られるエネルギ
ーを消費することによって成り立っている。このため大
気中の二酸化炭素の量は増加の一途をたどり地球上にお
ける生物・化学系の循環や気候に変化をもたらすのでは
ないかと懸念されている。二酸化炭素や一酸化炭素のよ
うな最も単純なシーワン（Ｃ工）化合物を化学的に利用
するプロセスはメタノール合成−フィッシャー・トロピ
ッシュ合成翫尿素合成などに見られるけれどもほとんど
すべて高温・高圧下で行なわれている。このような過酷
な条件を維持するためには大量の化石燃料の消費が必要
である。エネルギー源として石油はその埋蔵量に限度が
あるために長期的使用は困難である。石油に代る石炭は
燃焼時に公害物質を大量に廃出するので現代社会の環境
に適合しない。
る炭素の最終酸化生成物である。また〜石灰炉やセメン
ト工場において工場廃ガスとして大量に廃棄されている
。現代社会は化石燃料の燃焼によって得られるエネルギ
ーを消費することによって成り立っている。このため大
気中の二酸化炭素の量は増加の一途をたどり地球上にお
ける生物・化学系の循環や気候に変化をもたらすのでは
ないかと懸念されている。二酸化炭素や一酸化炭素のよ
うな最も単純なシーワン（Ｃ工）化合物を化学的に利用
するプロセスはメタノール合成−フィッシャー・トロピ
ッシュ合成翫尿素合成などに見られるけれどもほとんど
すべて高温・高圧下で行なわれている。このような過酷
な条件を維持するためには大量の化石燃料の消費が必要
である。エネルギー源として石油はその埋蔵量に限度が
あるために長期的使用は困難である。石油に代る石炭は
燃焼時に公害物質を大量に廃出するので現代社会の環境
に適合しない。
したがって二酸化炭素を化学的に利用する反応プロセス
は常温常圧で翫しかも公害物質を廃出しないものでなけ
ればならない。
は常温常圧で翫しかも公害物質を廃出しないものでなけ
ればならない。
本発明は常温・常圧においてキノン系化合物で修飾した
電極を用いて二酸化炭素をメタノールに間接電気化学的
に還元するものである。現在利用されている転換プロセ
スが多大のエネルギーを必要としてさらに公害物質を大
量に排出するのに対して本発明によるプロセスは常温・
常圧で進行し公害物質の排出は皆無である。
電極を用いて二酸化炭素をメタノールに間接電気化学的
に還元するものである。現在利用されている転換プロセ
スが多大のエネルギーを必要としてさらに公害物質を大
量に排出するのに対して本発明によるプロセスは常温・
常圧で進行し公害物質の排出は皆無である。
本発明の要旨はキノン系化合物を高分子膜によって金属
表面に固定しこれを電極として均一系触媒の存在におい
て二酸化炭素を電気化学的に還元するものである。これ
は二酸化炭″Ｒを電極上で電気化学的に直接還元するも
のではない。直接電解は従来性なわれているが水溶液中
においてはギ酸に丸非水溶液中においては一酸化炭素に
還元されるに過ぎない。本プロセスによる二酸化炭素の
メタノールへの還元はキノン系化合物の還元体であるジ
ヒドロ体のキノン体への酸化反応によって引き起こされ
るものである。外部から電気エネルギーを与えるのはキ
ノン体をジヒドロ体に再還元するためである。この酸化
−還元反応は金属錯体と第一級アルコールから成る均一
系触媒によって活性化される。本発明による転換プロセ
スは消費エネルギーが小さく公害物質を排出しないばか
りでなく生成物の選択率がほぼ１００％でおるという特
徴をもっている。
表面に固定しこれを電極として均一系触媒の存在におい
て二酸化炭素を電気化学的に還元するものである。これ
は二酸化炭″Ｒを電極上で電気化学的に直接還元するも
のではない。直接電解は従来性なわれているが水溶液中
においてはギ酸に丸非水溶液中においては一酸化炭素に
還元されるに過ぎない。本プロセスによる二酸化炭素の
メタノールへの還元はキノン系化合物の還元体であるジ
ヒドロ体のキノン体への酸化反応によって引き起こされ
るものである。外部から電気エネルギーを与えるのはキ
ノン体をジヒドロ体に再還元するためである。この酸化
−還元反応は金属錯体と第一級アルコールから成る均一
系触媒によって活性化される。本発明による転換プロセ
スは消費エネルギーが小さく公害物質を排出しないばか
りでなく生成物の選択率がほぼ１００％でおるという特
徴をもっている。
本発明をさらに詳しく述べると使用するキノン系化合物
はインジゴ゛（Ｃ工６Ｈ１ＯＮ２０弘アリザリン（Ｃ工
４Ｈ６０２■０□）−２−アミノアントラキノン（Ｃ工
ａ’ｌ”ｚ’ バラ−ベンゾキノン（Ｃ６）１４０□）
である。これらの化合物をグラファイトと適当な重量比
で混合してポリ（メタクリル酸メチル−メタクリル酸）
共重合体の５９６エチルセロソルブ溶液に加えてペース
ト状にする。これを白金版上に被覆して修飾電極とする
。ｉ群槽は陽極室と陰極室から成り焼結ガラスで仕切っ
た曜セルである。陰極には上記の修飾電極を用い、陽極
は未修飾の輝白金板である。溶液は均一系触媒として作
用する金属錯体と第一級アルコールから成り九二醗化炭
素を飽和した水溶液である。陰極室において生成したメ
タノールはガスクロマトグラフ法およびスチームクロマ
トグラフ法によって定量した。
はインジゴ゛（Ｃ工６Ｈ１ＯＮ２０弘アリザリン（Ｃ工
４Ｈ６０２■０□）−２−アミノアントラキノン（Ｃ工
ａ’ｌ”ｚ’ バラ−ベンゾキノン（Ｃ６）１４０□）
である。これらの化合物をグラファイトと適当な重量比
で混合してポリ（メタクリル酸メチル−メタクリル酸）
共重合体の５９６エチルセロソルブ溶液に加えてペース
ト状にする。これを白金版上に被覆して修飾電極とする
。ｉ群槽は陽極室と陰極室から成り焼結ガラスで仕切っ
た曜セルである。陰極には上記の修飾電極を用い、陽極
は未修飾の輝白金板である。溶液は均一系触媒として作
用する金属錯体と第一級アルコールから成り九二醗化炭
素を飽和した水溶液である。陰極室において生成したメ
タノールはガスクロマトグラフ法およびスチームクロマ
トグラフ法によって定量した。
以下覧実施例によって本発明をさらに詳細に説明する。
実施例１は各キノン化合物を固定した電極を用いて生成
したメタノール量−通過した電気量および電流効率でち
る。メタノール生成量はインジゴ−アリザリン−２−ア
ミノアントラキノンの順に減少している。電流効率は約
４０−７０９６である。実施例２はインジゴを固定した
電極を用いた場合の各電解電位における結果である。メ
タノールは−０，ＩＶ（対飽和カロメル電位基準）より
も負の電位で生成している。電位が負側に移行するとと
もにメタノール生成１は増大しているが−１，ｌＶでは
水素発生のために減少している。この電位を除けば電流
効率は約あ〜７０９６である。
したメタノール量−通過した電気量および電流効率でち
る。メタノール生成量はインジゴ−アリザリン−２−ア
ミノアントラキノンの順に減少している。電流効率は約
４０−７０９６である。実施例２はインジゴを固定した
電極を用いた場合の各電解電位における結果である。メ
タノールは−０，ＩＶ（対飽和カロメル電位基準）より
も負の電位で生成している。電位が負側に移行するとと
もにメタノール生成１は増大しているが−１，ｌＶでは
水素発生のために減少している。この電位を除けば電流
効率は約あ〜７０９６である。
実施例１各キノン系化合物を固定した電極における生成
メタノール量へ通過電気量−電流効率 キノン系化合物 生成メタノール量 電気量
電流効率インジゴ ０．０４３
２．５９ ３８．５アリザリン ０
．０６８ ２．２７ ６９．４この実施例
の反応条件は次の通りである。
メタノール量へ通過電気量−電流効率 キノン系化合物 生成メタノール量 電気量
電流効率インジゴ ０．０４３
２．５９ ３８．５アリザリン ０
．０６８ ２．２７ ６９．４この実施例
の反応条件は次の通りである。
溶液−１０１立８３ペンタシアノ鉄（勇酸塩と２０ ｍ
ｍｌ− メタノールを含むＯ１ｌ田１−＝３塩化カジカ
リウム酸化炭素飽和溶液 電解槽容積覧 ４０ ａｍ３ 陽極−キノン系化合物とグラフアイ）（１： １０
ｆｆ１ｉ比）を高分子膜（メタクリル酸メチ／ｌｘ−メ
タクリル酸共重合体）で固定した白金板（６ｃＩｎ２）
陰極λ 未修飾の白金板 反応時間１ ３時間 温度−４００ 電解電位％ ０．５Ｖ（対飽和カロメル電位基準
）実施例２インジゴを修飾しｆｃ電極における各電位で
の生成メタール量−通過電気量％電流効率 電位 生成メタノール量 電気量 電
流効率＋Ｑ、Ｉ Ｑ、Ｑ
Ｑ、４Ｂ ０．Ｑ□、１ ０．０１
９ ｍ−四 具、１−０．３
０．０４１ ２．３８
４０．０−０．５ ０．０４３
２．５９ ３８．５−０．７ ０．
０７０ ２．３９ ６７．８
−０．９ ０．０７８ ２．８
５ ＆３．４−１．Ｉ Ｑ、９６
２ ７．８６ １８．３この
実施例における反応条件はすべて実施例１と同じである
。
ｍｌ− メタノールを含むＯ１ｌ田１−＝３塩化カジカ
リウム酸化炭素飽和溶液 電解槽容積覧 ４０ ａｍ３ 陽極−キノン系化合物とグラフアイ）（１： １０
ｆｆ１ｉ比）を高分子膜（メタクリル酸メチ／ｌｘ−メ
タクリル酸共重合体）で固定した白金板（６ｃＩｎ２）
陰極λ 未修飾の白金板 反応時間１ ３時間 温度−４００ 電解電位％ ０．５Ｖ（対飽和カロメル電位基準
）実施例２インジゴを修飾しｆｃ電極における各電位で
の生成メタール量−通過電気量％電流効率 電位 生成メタノール量 電気量 電
流効率＋Ｑ、Ｉ Ｑ、Ｑ
Ｑ、４Ｂ ０．Ｑ□、１ ０．０１
９ ｍ−四 具、１−０．３
０．０４１ ２．３８
４０．０−０．５ ０．０４３
２．５９ ３８．５−０．７ ０．
０７０ ２．３９ ６７．８
−０．９ ０．０７８ ２．８
５ ＆３．４−１．Ｉ Ｑ、９６
２ ７．８６ １８．３この
実施例における反応条件はすべて実施例１と同じである
。
ただム電極はすべてインジゴを修飾したものでちり１電
位は飽和カロメル基準である。
位は飽和カロメル基準である。
以上のように本発明の実施によりキノン系化合物を修飾
した電極を用いることによって常温・常圧で二酸化炭素
をメタノールに贋元固定することができる。
した電極を用いることによって常温・常圧で二酸化炭素
をメタノールに贋元固定することができる。
Claims (1)
- 常温・常圧においてキノン系化合物で修飾した電極を用
いる二酸化炭素のメタノールへの間接電気化学的固定
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60259607A JPS62120489A (ja) | 1985-11-18 | 1985-11-18 | 常温・常圧における二酸化炭素の間接電気化学的還元 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60259607A JPS62120489A (ja) | 1985-11-18 | 1985-11-18 | 常温・常圧における二酸化炭素の間接電気化学的還元 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62120489A true JPS62120489A (ja) | 1987-06-01 |
Family
ID=17336437
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60259607A Pending JPS62120489A (ja) | 1985-11-18 | 1985-11-18 | 常温・常圧における二酸化炭素の間接電気化学的還元 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62120489A (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009138270A (ja) * | 1997-05-07 | 2009-06-25 | George A Olah | 二酸化炭素のメチルアルコール及び関連酸素化物又は炭化水素への再生 |
| US8313634B2 (en) | 2009-01-29 | 2012-11-20 | Princeton University | Conversion of carbon dioxide to organic products |
| US8845878B2 (en) | 2010-07-29 | 2014-09-30 | Liquid Light, Inc. | Reducing carbon dioxide to products |
| US8845877B2 (en) | 2010-03-19 | 2014-09-30 | Liquid Light, Inc. | Heterocycle catalyzed electrochemical process |
| US8961774B2 (en) | 2010-11-30 | 2015-02-24 | Liquid Light, Inc. | Electrochemical production of butanol from carbon dioxide and water |
| US9090976B2 (en) | 2010-12-30 | 2015-07-28 | The Trustees Of Princeton University | Advanced aromatic amine heterocyclic catalysts for carbon dioxide reduction |
| US9222179B2 (en) | 2010-03-19 | 2015-12-29 | Liquid Light, Inc. | Purification of carbon dioxide from a mixture of gases |
| US9309599B2 (en) | 2010-11-30 | 2016-04-12 | Liquid Light, Inc. | Heterocycle catalyzed carbonylation and hydroformylation with carbon dioxide |
| DE102015202258A1 (de) * | 2015-02-09 | 2016-08-25 | Siemens Aktiengesellschaft | Reduktionsverfahren und Elektrolysesystem zur elektrochemischen Kohlenstoffdioxid-Verwertung |
| US10119196B2 (en) | 2010-03-19 | 2018-11-06 | Avantium Knowledge Centre B.V. | Electrochemical production of synthesis gas from carbon dioxide |
-
1985
- 1985-11-18 JP JP60259607A patent/JPS62120489A/ja active Pending
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009138270A (ja) * | 1997-05-07 | 2009-06-25 | George A Olah | 二酸化炭素のメチルアルコール及び関連酸素化物又は炭化水素への再生 |
| US8313634B2 (en) | 2009-01-29 | 2012-11-20 | Princeton University | Conversion of carbon dioxide to organic products |
| US8986533B2 (en) | 2009-01-29 | 2015-03-24 | Princeton University | Conversion of carbon dioxide to organic products |
| US8845877B2 (en) | 2010-03-19 | 2014-09-30 | Liquid Light, Inc. | Heterocycle catalyzed electrochemical process |
| US9222179B2 (en) | 2010-03-19 | 2015-12-29 | Liquid Light, Inc. | Purification of carbon dioxide from a mixture of gases |
| US9970117B2 (en) | 2010-03-19 | 2018-05-15 | Princeton University | Heterocycle catalyzed electrochemical process |
| US10119196B2 (en) | 2010-03-19 | 2018-11-06 | Avantium Knowledge Centre B.V. | Electrochemical production of synthesis gas from carbon dioxide |
| US8845878B2 (en) | 2010-07-29 | 2014-09-30 | Liquid Light, Inc. | Reducing carbon dioxide to products |
| US8961774B2 (en) | 2010-11-30 | 2015-02-24 | Liquid Light, Inc. | Electrochemical production of butanol from carbon dioxide and water |
| US9309599B2 (en) | 2010-11-30 | 2016-04-12 | Liquid Light, Inc. | Heterocycle catalyzed carbonylation and hydroformylation with carbon dioxide |
| US9090976B2 (en) | 2010-12-30 | 2015-07-28 | The Trustees Of Princeton University | Advanced aromatic amine heterocyclic catalysts for carbon dioxide reduction |
| DE102015202258A1 (de) * | 2015-02-09 | 2016-08-25 | Siemens Aktiengesellschaft | Reduktionsverfahren und Elektrolysesystem zur elektrochemischen Kohlenstoffdioxid-Verwertung |
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