JPWO2015177950A1 - 光電気化学反応装置 - Google Patents
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Abstract
Description
図1は、光電気化学反応装置の構成例を示す模式図である。図1に示す光電気化学反応装置10は、光起電力層11と、酸化電極層12と、還元電極層13と、電解液14と、イオン交換膜15と、多孔質層16と、生成物用流路17と、を具備する。
2H2O → 4H++O2+4e− ・・・(1)
酸化反応により生成された水素イオンは、イオン交換膜15を透過して還元電極層13側に移動する。
CO2+6H++4e− → CH3OH +H2O ・・・(2)
図9は、光電気化学反応装置の構成例および動作例を示す模式図である。図9に示す光電気化学反応装置20は、光起電力層21と、酸化電極層22と、還元電極層23と、電解液24と、イオン交換膜25と、多孔質層26と、生成物用流路27と、を具備する。
図16は、光電気化学反応装置の構成例を示す模式図である。図16に示す光電気化学反応装置30は、光起電力層31と、酸化電極層32と、還元電極層33と、電解液34a、34bと、イオン交換膜35と、多孔質層36と、生成物用流路37a、37bと、を具備する。
Claims (15)
- 互いに対向する第1の面および第2の面を有し、前記第1の面または前記第2の面に照射された光のエネルギーにより電荷分離を行う光起電力層と、
前記光起電力層の前記第1の面に電気的に接続され、水の酸化反応を生起する酸化電極層と、
前記光起電力層の前記第2の面に電気的に接続され、水および二酸化炭素の少なくとも一方の還元反応を生起する還元電極層と、
前記水を含み、前記酸化電極層に供給される第1の電解液と、
前記水および前記二酸化炭素の少なくとも一方を含み、還元電極層に供給される第2の電解液と、
少なくとも前記第1の電解液または前記第2の電解液に接し、前記酸化反応または前記還元反応により生じる生成物が通過する細孔を有し、温度勾配が与えられることにより前記生成物を精製する多孔質層と、を具備する、光電気化学反応装置。 - 前記生成物は、水素または酸素を含み、
前記多孔質層は、前記細孔を通じて前記生成物を高温側から低温側に移動させながら少なくとも一部の気化と液化とを繰り返し行うことで前記生成物中の水分を除去し前記水素または前記酸素を抽出する、請求項1に記載の光電気化学反応装置。 - 前記生成物は、炭素化合物を含み、
前記多孔質層は、前記細孔を通じて前記生成物を高温側から低温側に移動させながら少なくとも一部の気化と液化とを繰り返し行うことで前記炭素化合物を精留する、請求項1に記載の光電気化学反応装置。 - 前記多孔質層は、前記温度勾配が与えられることにより前記第1の電解液または前記第2の電解液を気化させながら前記細孔を介して前記酸化電極層または前記還元電極層に供給する、請求項1に記載の光電気化学反応装置。
- 前記多孔質層は、前記酸化電極層および前記還元電極層に接する、請求項1に記載の光電気化学反応装置。
- 前記多孔質層に接する生成物用流路をさらに具備する、請求項1に記載の光電気化学反応装置。
- 前記生成物用流路は、前記多孔質層の上に設けられる、請求項6に記載の光電気化学反応装置。
- 前記多孔質層は、第1の領域と第2の領域とを有し、
前記還元電極層は、前記第1の領域と前記第2の領域とを分離するように設けられる、請求項1に記載の光電気化学反応装置。 - 前記第1の領域に接する第1の生成物用流路と、
前記第2の領域に接する第2の生成物用流路と、をさらに具備する、請求項8に記載の光電気化学反応装置。 - 互いに対向する第1の面および第2の面を有し、前記第1の面または前記第2の面に照射された光のエネルギーにより電荷分離を行う光起電力層と、
前記光起電力層の前記第1の面に電気的に接続され、水の酸化反応を生起する酸化電極層と、
前記光起電力層の前記第2の面に電気的に接続され、水および二酸化炭素の少なくとも一方の還元反応を生起する還元電極層と、
前記水を含む第1の電解液と、
前記水および前記二酸化炭素の少なくとも一方を含む第2の電解液と、
少なくとも前記第1の電解液または前記第2の電解液に接し、前記第1の電解液または前記第2の電解液が通過する細孔を有し、温度勾配が与えられることにより前記第1の電解液または前記第2の電解液を気化させながら前記酸化電極層または前記還元電極層に供給する多孔質層と、を具備する、光電気化学反応装置。 - 前記多孔質層は、前記酸化電極層および前記還元電極層に接する、請求項10に記載の光電気化学反応装置。
- 前記多孔質層に接する生成物用流路をさらに具備する、請求項10に記載の光電気化学反応装置。
- 前記生成物用流路は、前記多孔質層の上に設けられる、請求項12に記載の光電気化学反応装置。
- 前記多孔質層は、第1の領域と第2の領域とを有し、
前記還元電極層は、前記第1の領域と前記第2の領域とを分離するように設けられる、請求項10に記載の光電気化学反応装置。 - 前記第1の領域に接する第1の生成物用流路と、
前記第2の領域に接する第2の生成物用流路と、をさらに具備する、請求項14に記載の光電気化学反応装置。
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Families Citing this family (5)
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JP6567584B2 (ja) * | 2017-03-16 | 2019-08-28 | 株式会社東芝 | 電気化学反応装置 |
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Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS61200814A (ja) * | 1985-03-01 | 1986-09-05 | Agency Of Ind Science & Technol | 揮発性有機液体水溶液の濃縮方法 |
JPH10290017A (ja) * | 1997-04-14 | 1998-10-27 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 光触媒 |
JP2003528790A (ja) * | 1999-11-22 | 2003-09-30 | エナージー コンバーション デバイセス インコーポレイテッド | 水素に基づいた環境システム |
JP2011094194A (ja) * | 2009-10-30 | 2011-05-12 | Toyota Central R&D Labs Inc | 光化学反応デバイス |
WO2013006710A2 (en) * | 2011-07-06 | 2013-01-10 | Liquid Light, Inc. | Carbon dioxide capture and conversion to organic products |
JP2014503689A (ja) * | 2010-12-20 | 2014-02-13 | コミッサリア ア レネルジー アトミーク エ オ ゼネルジ ザルタナテイヴ | 高温蒸気電解槽のセルを含む水素生成セル |
Family Cites Families (5)
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---|---|---|---|---|
JPH0330663A (ja) | 1989-06-28 | 1991-02-08 | Toray Ind Inc | アルコール飲料の製造方法 |
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Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS61200814A (ja) * | 1985-03-01 | 1986-09-05 | Agency Of Ind Science & Technol | 揮発性有機液体水溶液の濃縮方法 |
JPH10290017A (ja) * | 1997-04-14 | 1998-10-27 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 光触媒 |
JP2003528790A (ja) * | 1999-11-22 | 2003-09-30 | エナージー コンバーション デバイセス インコーポレイテッド | 水素に基づいた環境システム |
JP2011094194A (ja) * | 2009-10-30 | 2011-05-12 | Toyota Central R&D Labs Inc | 光化学反応デバイス |
JP2014503689A (ja) * | 2010-12-20 | 2014-02-13 | コミッサリア ア レネルジー アトミーク エ オ ゼネルジ ザルタナテイヴ | 高温蒸気電解槽のセルを含む水素生成セル |
WO2013006710A2 (en) * | 2011-07-06 | 2013-01-10 | Liquid Light, Inc. | Carbon dioxide capture and conversion to organic products |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10626509B2 (en) | 2017-02-02 | 2020-04-21 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Electrolysis cell and electrolytic device for carbon dioxide |
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