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公開番号2025017706
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-02-06
出願番号2023120878
出願日2023-07-25
発明の名称二酸化炭素還元用電極触媒及び二酸化炭素還元方法
出願人トヨタ自動車株式会社,国立大学法人東海国立大学機構
代理人個人,個人,個人,個人,個人,個人,個人
主分類C25B 11/081 20210101AFI20250130BHJP(電気分解または電気泳動方法;そのための装置)
要約【課題】200mA/cm²のような高電流密度でファラデー効率の高い二酸化炭素還元用電極触媒及び二酸化炭素還元方法を提供する。
【解決手段】本開示の二酸化炭素還元用電極触媒は、1～30nmの粒径を有している金ナノ粒子が、ガス拡散電極に担持されている、電気化学的に二酸化炭素を一酸化炭素に還元する。また、本開示の二酸化炭素還元方法は、前述の電極触媒に光を照射しながら、前記電極触媒に二酸化炭素を接触させて、前記二酸化炭素を一酸化炭素に還元することを含む。
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
１～３０ｎｍの粒径を有している金ナノ粒子が、ガス拡散電極に担持されている、電気化学的に二酸化炭素を一酸化炭素に還元するための電極触媒。
続きを表示（約 250 文字）【請求項２】
前記金ナノ粒子の粒径が、１０～３０ｎｍである、請求項１に記載の電極触媒。
【請求項３】
請求項１に記載の電極触媒に光を照射しながら、前記電極触媒に二酸化炭素を接触させて、前記二酸化炭素を一酸化炭素に還元することを含む、二酸化炭素から一酸化炭素を生成する方法。
【請求項４】
請求項２に記載の電極触媒に光を照射しながら、前記の電極触媒に二酸化炭素を接触させて、前記二酸化炭素を一酸化炭素に還元することを含む、二酸化炭素から一酸化炭素を生成する方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、二酸化炭素還元用電極触媒及び二酸化炭素還元方法に関する。
続きを表示（約 1,600 文字）【背景技術】
【０００２】
二酸化炭素の還元技術が注目されている。二酸化炭素の還元技術としては、生物学的、電気化学的に二酸化炭素を還元する方法がある。生物学的に二酸化炭素を還元する方法としては、植林等によって二酸化炭素を吸収する方法、あるいは、微生物による生化学的還元固定方法等が挙げられる。電気化学的に二酸化炭素を還元する方法としては、触媒を用いて水素で還元する方法等が挙げられる。
【０００３】
植林等による方法では、二酸化炭素の還元に多くの時間を要する。微生物による生化学的還元固定方法では、微生物が生成した炭化水素を精製するのに多大なエネルギーを要する。触媒を用いて水素で二酸化炭素を還元する方法では、化石燃料から水素を合成する際に二酸化炭素が発生する。
【０００４】
このような問題を解決するため、例えば、特許文献１には、銀ナノ粒子が、ガス拡散電極に担持されている、電気化学的に二酸化炭素を一酸化炭素に還元する電極触媒が開示されている。
【０００５】
また、特許文献２には、二酸化炭素還元用ではないが、排ガス浄化用触媒粒子が開示されており、そのような触媒粒子が、ターゲット材をスパッタリングして、イオン液体中で蒸着することによって製造されることが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
特開２０２０－５２４７４２号公報
特開２０１４－１５８９９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に開示された二酸化炭素還元用触媒において、高電流密度で高いファラデー効率を有している電極触媒に関して、工業用途での検証がなされている。しかし、銀ナノ粒子についてのみの検証で、銀ナノ粒子以外については、検証がなされていなかった。
【０００８】
本開示は、上記課題を解決するためになされたものである。本開示は、２００ｍＡ／ｃｍ
２
のような高電流密度でファラデー効率の高い二酸化炭素還元用電極触媒及び二酸化炭素還元方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本開示者らは、上記目的を達成すべく、鋭意検討を重ね、本開示の二酸化炭素還元用電極触媒及び二酸化炭素還元方法を完成させた。本開示の二酸化炭素還元用電極触媒及び二酸化炭素還元方法は、次の態様を含む。
〈態様１〉１～３０ｎｍの粒径を有している金ナノ粒子が、ガス拡散電極に担持されている、電気化学的に二酸化炭素を一酸化炭素に還元するための電極触媒。
〈態様２〉前記金ナノ粒子の粒径が、１０～３０ｎｍである、態様１に記載の電極触媒。
〈態様３〉態様１に記載の電極触媒に光を照射しながら、前記電極触媒に二酸化炭素を接触させて、前記二酸化炭素を一酸化炭素に還元することを含む、二酸化炭素から一酸化炭素を生成する方法。
〈態様４〉態様２に記載の電極触媒に光を照射しながら、前記電極触媒に二酸化炭素を接触させて、前記二酸化炭素を一酸化炭素に還元することを含む、二酸化炭素から一酸化炭素を生成する方法。
【発明の効果】
【００１０】
本開示によれば、所定の粒径を有している金ナノ粒子が、ガス拡散電極に担持されていることによって、２００ｍＡ／ｃｍ
２
のような高電流密度でファラデー効率の高い二酸化炭素還元用電極触媒を提供することができる。また、本開示によれば、前述の電極触媒に光を照射しながら二酸化炭素を一酸化炭素に還元することにより、ファラデー効率を一層高めることができる。
【図面の簡単な説明】
（【００１１】以降は省略されています）

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