(57)【要約】  本発明の方法は、以下の工程を具備する：装置を用意する工程(a)、当該装置は陰極室(102)、陽極室(105)および固体電解質膜(106)を具備し、ここで陰極室はカソード電極(101)を具備し、陽極室はアノード電極(104)を具備し、アノード電極は窒化物半導体領域(302)を具備し、窒化物半導体領域の一部の表面はニッケルまたはチタン領域(303)に被覆され、領域(303)は窒化物半導体領域に接し、陰極室には第１電解液(107)が保持され、陽極室には第２電解液(108)が保持され、カソード電極は第１電解液に接し、アノード電極は第２電解液に接し、第１電解液は二酸化炭素を含有し、カソード電極はアノード電極に電気的に接続され、アノード電極はアノード電極端子(111)を具備し、領域(303)はアノード電極端子から離間しており；及び窒化物半導体領域の少なくとも一部に250nm以上400nm以下の波長を有する光を照射して、第１電解液中の二酸化炭素を還元する工程(b)、ここで光は領域(303)にも照射される。
2012120571.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
二酸化炭素を還元するための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：
以下を具備する二酸化炭素を還元するための装置を用意する工程（ａ）、
陰極室、
陽極室、および
固体電解質膜、ここで
前記陰極室はカソード電極を具備し、
前記カソード電極は、金属または金属化合物を具備し、
前記陽極室はアノード電極を具備し、
前記アノード電極は、窒化物半導体領域を具備し、
前記窒化物半導体領域の一部の表面は、ニッケルまたはチタン領域に被覆されており、
前記ニッケルまたはチタン領域は、前記窒化物半導体領域に接し、
前記陰極室の内部には、第１電解液が保持され、
前記陽極室の内部には、第２電解液が保持され、
前記カソード電極は、前記第１電解液に接しており、
前記アノード電極は、前記第２電解液に接しており、
前記固体電解質膜は、前記陰極室および前記陽極室の間に挟まれ、
前記第１電解液は前記二酸化炭素を含有しており、
前記カソード電極は前記アノード電極に電気的に接続され、
前記アノード電極は、前記アノード電極において生じた電子を集めるアノード電極端子を具備し、そして
前記ニッケルまたはチタン領域は、前記アノード電極端子から離間しており、
前記ニッケルまたはチタン領域が形成されている前記窒化物半導体領域の少なくとも一部に２５０ナノメートル以上４００ナノメートル以下の波長を有する光を照射して、前記第１電解液に含有されている二酸化炭素を還元する工程（ｂ）、
ここで、前記光は前記ニッケルまたはチタン領域にも照射される。
【請求項２】
請求項１に記載の方法であって、
前記窒化物半導体は窒化ガリウムである。
【請求項３】
請求項２に記載の方法であって、
前記窒化物半導体はｎ型である。
【請求項４】
請求項１に記載の方法であって、
前記窒化物半導体はｎ型である。
【請求項５】
請求項１に記載の方法であって、
前記カソード電極は、金属を具備する。
【請求項６】
請求項５に記載の方法であって、
前記金属は、銅、金、銀、カドミウム、インジウム、錫、鉛、またはこれらの合金である。
【請求項７】
請求項６に記載の方法であって、
前記金属は銅である。
【請求項８】
請求項１に記載の方法であって、
前記第１電解液は、炭酸水素カリウム水溶液、炭酸水素ナトリウム水溶液、塩化カリウム水溶液、硫酸カリウム水溶液、またはリン酸カリウム水溶液である。
【請求項９】
請求項８に記載の方法であって、
前記第１電解液は、炭酸水素カリウム水溶液である。
【請求項１０】
請求項１に記載の方法であって、
前記第２電解液は、水酸化ナトリウム水溶液または水酸化カリウム水溶液である。
【請求項１１】
請求項１に記載の方法であって、
前記工程（ｂ）において、前記装置は室温かつ大気圧下に置かれる。
【請求項１２】
請求項１に記載の方法であって、
前記ニッケルまたはチタン領域の総面積は、前記窒化物半導体領域の面積の３／１０倍未満である。
【請求項１３】
請求項１に記載の方法であって、
複数のニッケルまたはチタン領域が設けられている。
【請求項１４】
請求項１３に記載の方法であって、
前記複数のニッケルまたはチタン領域がマトリクス状に設けられている。
【請求項１５】
請求項１に記載の方法であって、
前記ニッケルまたはチタン領域は、ドットの形状を有している。
【請求項１６】
請求項１に記載の方法であって、
前記ニッケルまたはチタン領域は、微粒子の形状を有している。
【請求項１７】
請求項１に記載の方法であって、
工程（ｂ）において、蟻酸が得られる。
【請求項１８】
請求項１に記載の方法であって、
工程（ｂ）において、一酸化炭素が得られる。
【請求項１９】
請求項１に記載の方法であって、
工程（ｂ）において、メタンが得られる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、二酸化炭素を還元する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１〜６および非特許文献１〜６は、二酸化炭素を還元する方法を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第４１６７７７５号公報
【特許文献２】特開平１−３１３３１３号公報
【特許文献３】特開昭５５−１０５６２５号公報
【特許文献４】特許第３８７６３０５号公報
【特許文献５】特許第４１５８８５０号公報
【特許文献６】特開昭６３−２４７３８８号公報
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】ジャーナル・オブ・フィジカル・ケミストリー  Ａ、１０２号、２８７０頁（１９９８）
【非特許文献２】ジャーナル・オブ・アメリカン・ケミカル・ソサエティ、１２２号、１０８２１頁（２０００）
【非特許文献３】ケミストリー・レターズ、１６８５頁（１９８５）
【非特許文献４】ネィチャー、２７７号、６３７頁（１９７９）
【非特許文献５】コーディネーション・ケミストリー・レビュー、２５４号、３４６頁（２０１０）
【非特許文献６】エー・シィー・エス・ナノ、４号、１２５９頁（２０１０）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、二酸化炭素を還元する新規な方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、二酸化炭素を還元するための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：
以下を具備する二酸化炭素を還元するための装置を用意する工程（ａ）、
陰極室、
陽極室、および
固体電解質膜、ここで
前記陰極室はカソード電極を具備し、
前記カソード電極は、金属または金属化合物を具備し、
前記陽極室はアノード電極を具備し、
前記アノード電極は、窒化物半導体領域を具備し、
前記窒化物半導体領域の一部の表面は、ニッケルまたはチタン領域に被覆されており、
前記ニッケルまたはチタン領域は、前記窒化物半導体領域に接し、
前記陰極室の内部には、第１電解液が保持され、
前記陽極室の内部には、第２電解液が保持され、
前記カソード電極は、前記第１電解液に接しており、
前記アノード電極は、前記第２電解液に接しており、
前記固体電解質膜は、前記陰極室および前記陽極室の間に挟まれ、
前記第１電解液は前記二酸化炭素を含有しており、
前記カソード電極は前記アノード電極に電気的に接続され、
前記アノード電極は、前記アノード電極において生じた電子を集めるアノード電極端子を具備し、そして
前記ニッケルまたはチタン領域は、前記アノード電極端子から離間しており、
前記ニッケルまたはチタン領域が形成されている前記窒化物半導体領域の少なくとも一部に２５０ナノメートル以上４００ナノメートル以下の波長を有する光を照射して、前記第１電解液に含有されている二酸化炭素を還元する工程（ｂ）、
ここで、前記光は前記ニッケルまたはチタン領域にも照射される。
【発明の効果】
【０００７】
本発明は、二酸化炭素を還元する新規な方法を提供する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、実施の形態１による二酸化炭素を還元するための装置を示す。
【図２Ａ】図２Ａは、アノード電極１０４を示す。
【図２Ｂ】図２Ｂは、図２Ａの円Ａの部分拡大図である。
【図２Ｃ】図２Ｃは、図２ＢのＢ−Ｂ‘の断面図である。
【図３】図３は、実施例１において、光が窒化物半導体領域３０２に照射される前後の電流変化を示すグラフである。
【図４】図４は、実施例１において、当該電荷量（横軸）および得られた蟻酸の量（縦軸）の関係を示す。
【図５】図５は、実施例１、実施例２、および比較例１において、光が窒化物半導体領域３０２に照射される前後の電流変化を示すグラフである。
【図６】図６は、アノード電極へ光が照射される時間と光電流量との間の関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施の形態を説明する。
【００１０】
（実施の形態１）
（二酸化炭素を還元するための装置）
図１は、実施の形態１による二酸化炭素を還元するための装置を示す。当該装置は、陰極室１０２、陽極室１０５、および固体電解質膜１０６を具備する。
【００１１】
陰極室１０２はカソード電極１０１を具備する。
【００１２】
カソード電極１０１は、第１電解液１０７に接している。具体的には、カソード電極１０１は第１電解液１０７に浸漬されている。
【００１３】
カソード電極１０１の材料の例は、銅、金、銀、カドミウム、インジウム、錫、鉛、またはこれらの合金である。銅が好ましい。カソード電極１０１の材料の他の例は、二酸化炭素を還元可能な金属化合物である。当該材料が第１電解液１０７に接する限り、カソード電極１０１の一部のみが第１電解液１０７に浸漬され得る。
【００１４】
陽極室１０５はアノード電極１０４を具備する。
【００１５】
アノード電極１０４は、第２電解液１０８に接している。具体的には、アノード電極１０４は第２電解液１０８に浸漬されている。
【００１６】
アノード電極１０４は、図２Ａに示されるように、窒化物半導体領域３０２を具備する。窒化物半導体領域３０２は、窒化物半導体から形成される。当該窒化物半導体は、好ましくは窒化ガリウムである。図２Ａでは、アノード電極１０４の表面の一部に正方形の窒化物半導体領域３０２が形成されている。しかし、アノード電極１０４の全ての表面に窒化物半導体領域３０２が形成され得る。窒化物半導体領域３０２の形状は正方形に限定されない。
【００１７】
図２Ｂに示されるように、窒化物半導体領域３０２の表面の一部は、ニッケルまたはチタン領域３０３に被覆されている。複数のニッケルまたはチタン領域３０３が設けられることが好ましい。正確には、複数のニッケルまたはチタン領域３０３が窒化物半導体領域３０２の表面上に分散されていることが好ましい。一例として、複数のニッケルまたはチタン領域３０３はマトリクス状に窒化物半導体領域３０２の表面上に分散されていることが好ましい。図２Ｂでは、正方形の窒化物半導体領域３０２の一部を構成する円Ａの内側に複数のニッケルまたはチタン領域３０３が形成されている。しかし、複数のニッケルまたはチタン領域３０３は、窒化物半導体領域３０２の全てに形成され得る。
【００１８】
ニッケルまたはチタン領域３０３の総面積は、窒化物半導体領域３０２の面積の１０分の３倍未満であることが好ましい。ニッケルまたはチタン領域３０３の総面積が窒化物半導体領域３０２の面積の１０分の３倍以上であると、あまりにも多くの光がニッケルまたはチタン領域３０３に遮られ、窒化物半導体領域３０２に到達する光の量が小さくなり過ぎ得る。
【００１９】
ニッケルまたはチタン領域３０３は、窒化物半導体領域３０２に接する。ニッケルまたはチタン領域３０３が窒化物半導体領域３０２に接していないと、本発明の効果は達成されない。ニッケルまたはチタン領域３０３は、ニッケルまたはチタンを含有する。好ましくは、ニッケルまたはチタン領域３０３は、ニッケル、チタン、ニッケル合金、またはチタン合金からなる。
【００２０】
１つのニッケルまたはチタン領域３０３の形状の例は、ドットまたは微粒子である。図２Ｂでは、１つのニッケルまたはチタン領域３０３の形状は正方形であるが、正方形に限られない。
【００２１】
当該窒化物半導体が第２電解液１０８に接する限り、アノード電極１０４の一部のみが第２電解液１０８に浸漬され得る。
【００２２】
陰極室１０２の内部には、第１電解液１０７が保持される。陽極室１０５の内部には、第２電解液１０８が保持される。
【００２３】
第１電解液１０７の例は、炭酸水素カリウム水溶液、炭酸水素ナトリウム水溶液、塩化カリウム水溶液、硫酸カリウム水溶液、またはリン酸カリウム水溶液である。炭酸水素カリウム水溶液が好ましい。第１電解液１０７は、二酸化炭素が第１電解液１０７に溶解した状態において弱酸性であることが好ましい。
【００２４】
第２電解液１０８の例は、水酸化ナトリウム水溶液または水酸化カリウム水溶液である。水酸化ナトリウム水溶液が好ましい。第２電解液１０８は強塩基性であることが好ましい。
【００２５】
第１電解液１０７の溶質と第２電解液１０８の溶質は同一であってもよいが、異なっている方が好適である。
【００２６】
第１電解液１０７は二酸化炭素を含有する。二酸化炭素の濃度は特に限定されない。
【００２７】
第１電解液１０７を第２電解液１０８から分離するために、固体電解質膜１０６は陰極室１０２および陽極室１０５の間に挟まれている。すなわち、本装置では、第１電解液１０７および第２電解液１０８は混ざらない。
【００２８】
固体電解質膜１０６は、プロトンのみが通過し、かつ他の物質が通過できない限り、特に限定されない。固体電解質膜１０６の例は、ナフィオン（登録商標）である。
【００２９】
カソード電極１０１はカソード電極端子１１０を具備する。アノード電極１０４はアノード電極端子１１１を具備する。
カソード電極端子１１０およびアノード電極端子１１１は、導線１１２により電気的に接続されている。すなわち、カソード電極１０１は導線１０２を介してアノード電極１０４に電気的に接続されている。
ここで、カソード電極１０１とアノード電極１０４の間には、電池またはポテンショスタットの外部電源は電気的に挟まれていない。
アノード電極端子１１１は、アノード電極１０４において生じた電子を集め、そして導線１１２に電子を供給するために設けられる。アノード電極端子１１１は、窒化物半導体領域３０２上に設けられることが好ましい。ニッケルまたはチタン領域３０３は、アノード電極端子１１１から離間している。言い換えれば、ニッケルまたはチタン領域３０３およびアノード電極端子１１１の間には空間が挟まれている。
この説明から理解されるように、ニッケルまたはチタン領域３０３は、アノード電極端子１１１に直接的には電気的に接続されていない。言い換えれば、ニッケルまたはチタン領域３０３は、窒化物半導体領域３０２を介して、アノード電極端子１１１に間接的に電気的に接続されている。
【００３０】
（二酸化炭素の還元方法）
次に、上述された装置を用いて、二酸化炭素を還元する方法を説明する。
当該装置は、室温かつ大気圧下に置かれ得る。
図１に示されるように、光源１０３から、ニッケルまたはチタン領域３０３が形成されている窒化物半導体領域３０２に光が照射される。正確には、ニッケルまたはチタン領域３０３が形成されている窒化物半導体領域３０２の少なくとも一部に光が照射される。このように、光は、ニッケルまたはチタン領域３０３にも照射される。窒化物半導体領域３０２の全てに光が照射され得る。ニッケルまたはチタン領域３０３に遮られない光は、窒化物半導体領域３０２に到達する。光源１０３の例は、キセノンランプである。
【００３１】
光源１０３からの光は、２５０ナノメートル以上４００ナノメートル以下の波長を有することが好ましい。光は、２５０ナノメートル以上３６５ナノメートル以下の波長を有することがより好ましい。
【００３２】
金属配線３０３は、窒化物半導体領域３０２の表面に設けられ得る。すなわち、光源１０３からの光は金属配線３０３および窒化物半導体領域３０２に照射される。さらに、金属配線３０３は絶縁性材料（図示せず）で被覆されていることが好ましい。
【００３３】
図１に示されるように、本装置は管１０９を具備することが好ましい。当該管１０９を通って第１電解液１０７に二酸化炭素が供給されながら、第１電解液１０７に含有される二酸化炭素が還元されることが好ましい。管１０９の一端は、第１電解液１０７に浸漬されている。二酸化炭素の還元を開始する前に、管１０９を通って二酸化炭素を供給することによって、充分な量の二酸化炭素を第１電解液１０７に溶解することも好ましい。
【００３４】
カソード電極１０１が、銅、金、銀、カドミウム、インジウム、錫、または鉛のような金属を具備する場合、第１電解液１０７に含有される二酸化炭素は還元されて一酸化炭素または蟻酸を生成する。
【００３５】
（実施例）
以下の実施例を参照して、本発明をより詳細に説明する。
【００３６】
（アノード電極の調製）
サファイヤ基板上に、ｎ型窒化ガリウム薄膜３０２を有機金属気相成長法によりエピタキシャル成長させた。次いで、ｎ型窒化ガリウム薄膜の表面に、フォトリソグラフィ、電子ビーム蒸着、およびリフトオフのような一般的な半導体プロセスを用いて、図２Ｂに示す複数のニッケル領域３０３をマトリクス状に形成した。１つのニッケル領域３０３は、ドット形状を有していた。１つのニッケル領域３０３は、およそ５マイクロメートル四方、厚み０．５マイクロメートルであった。隣接する２つの複数のニッケル領域３０３の間隔は、およそ５０マイクロメートルであった。このようにして、図２Ｂに示すように、複数のニッケル領域３０３を具備するｎ型窒化ガリウムから形成された窒化物半導体領域３０２を具備するアノード電極１０４を得た。
【００３７】
（装置の組み立て）
当該アノード電極１０４を用いて、図１に示す二酸化炭素を還元するための装置を形成した。当該装置の詳細は以下の通りである。
カソード電極１０１：  銅板
第１電解液１０７：  ０．１ｍｏｌ／Ｌの濃度を有する炭酸水素カリウム水溶液
第２電解液１０８：  １．０ｍｏｌ／Ｌの濃度を有する水酸化ナトリウム水溶液
固体電解質膜１０６：  ナフィオン膜（デュポン社より入手、商品名（型番）：ナフィオン１１７）
光源１０３：キセノンランプ（出力：３００Ｗ）
光源１０３は、２５０ナノメートル〜４００ナノメートルの波長を有する幅広の光を発光した。
【００３８】
（二酸化炭素の還元）
管１０９を通して二酸化炭素を３０分間、第１電解液１０７にバブリングにより供給した。
陽極室１０５は窓（図示せず）を具備していた。当該窓を介して、光源１０３からの光が窒化物半導体領域３０２に照射された。
図３は、光が窒化物半導体領域３０２に照射される前後の電流変化を示すグラフである。図３に示されるように、光が窒化物半導体領域３０２に照射されると、導線１１２に電流が流れた。光が消されると、電流の流れが止まった。これは、カソード電極１０１またはアノード電極１０４の少なくとも一方の電極において反応が生じたことを意味する。
【００３９】
本発明者らは、以下のように、当該反応を詳細に調査した。具体的には、陰極室１０２を密閉した後、再度、窒化物半導体領域３０２に光を照射した。陰極室１０２において生じた気体成分はガスクロマトグラフィにより分析された。陰極室１０２において生じた液体成分は液体クロマトグラフィにより分析された。
その結果、陰極室１０２には、蟻酸、一酸化炭素、およびメタンが生成されていることが確認された。
【００４０】
さらに、光照射による光電流量から、電極反応に寄与した電荷量（クーロン量）を算出した。図４は、当該電荷量（横軸）および得られた蟻酸の量（縦軸）の関係を示す。図４から明らかなように、蟻酸の量は、電荷量に比例した。このことは、窒化物半導体領域３０２上では、光照射により二酸化炭素が還元される触媒反応が生じたことを意味する。
【００４１】
（実施例２）
複数のニッケル領域３０３に代え、複数のチタン領域３０３を形成したこと以外は、実施例１と同様に実験を行った。
【００４２】
（実施例３）
ドット状の複数のニッケル領域３０３に代え、微粒子からなる複数のニッケル領域３０３を形成したこと以外は、実施例１と同様に実験を行った。
【００４３】
（比較例１）
アノード電極表面にニッケルまたはチタン領域３０３を形成しなかったこと以外は、実施例１と同様に実験を行った。
【００４４】
図５は、実施例１、実施例２、および比較例１において、光が窒化物半導体領域３０２に照射される前後の電流変化を示すグラフである。図５において、符号（ａ）、（ｂ）、および（ｃ）は、それぞれ、実施例１、実施例２、および比較例１の結果を示す。図５に示されるように、ニッケル領域３０３で窒化物半導体領域３０２の一部を被覆しているにも拘わらず、実施例１の電流量が一番大きく、比較例１の電流量が一番小さかった。これは、ニッケル領域３０３を窒化物半導体領域３０２に形成することによって、二酸化炭素の還元反応が促進されていることを意味する。
【００４５】
図６は、アノード電極への光照射時間（横軸）と光電流量（縦軸）との間の関係を示すグラフである。図６において、（ａ）、（ｂ）、および（ｃ）は、それぞれ、実施例１、実施例２、および比較例１の結果を示す。図６に示されるように、実施例１において、時間変化に対する電流量の安定性が最も高かった。実施例２において、安定性が２番目に高かった。これは、光が照射される窒化物半導体領域３０２にニッケル領域３０３を形成することによって、アノード電極１０４の劣化が抑制されることを意味している。
【００４６】
図５および図６から明らかなように、ニッケルまたはチタン領域３０３を用いた場合には、単位時間あたりの蟻酸の生成量が増加した。ニッケル領域３０３が用いられた場合には、単位時間あたりの蟻酸の生成量がより増加した。図５および図６から明らかなように、ニッケルがチタンよりも好ましい。ニッケル微粒子が用いられた実施例３においても、単位時間あたりの蟻酸の生成量がより増加した。
【００４７】
（比較例２）
ｎ型窒化ガリウム薄膜３０２に代え、酸化チタン薄膜を形成したこと以外は、実施例１と同様に実験を行った。
その結果、酸化チタン薄膜に光を照射させた時には、カソード電極１０１とアノード電極１０４との間に電流が流れた。しかし、陰極室１０２において水素のみが発生した。陰極室１０２において、一酸化炭素、蟻酸、またはメタンは発生しなかった。このことは、第１電解液１０７に含まれる二酸化炭素は還元されなかったことを意味する。
【００４８】
（比較例３）
ニッケル領域３０３に代え、白金領域を形成したこと以外は、実施例１と同様に実験を行った。
その結果、窒化物半導体領域３０２に光を照射しても、カソード電極１０１とアノード電極１０４との間に電流はほとんど流れなかった。その代わりに、陽極室１０５において多量の水素が発生した。このことは、第１電解液１０７に含まれる二酸化炭素は還元されなかったことを意味する。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
本発明は、二酸化炭素を還元する方法を提供する。
【図１】
2012120571.tif 000003
【図２Ａ】
2012120571.tif 000004
【図２Ｂ】
2012120571.tif 000005
【図２Ｃ】
2012120571.tif 000006
【図３】
2012120571.tif 000007
【図４】
2012120571.tif 000008
【図５】
2012120571.tif 000009
【図６】
2012120571.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】平成24年11月15日(2012.11.15)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
二酸化炭素を還元するための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：
以下を具備する二酸化炭素を還元するための装置を用意する工程（ａ）、
陰極室、
陽極室、および
固体電解質膜、ここで
前記陰極室はカソード電極を具備し、
前記カソード電極は、銅、金、銀、カドミウム、インジウム、錫、鉛、またはこれらの合金を具備し、
前記陽極室はアノード電極を具備し、
前記アノード電極は、窒化物半導体領域を具備し、
前記窒化物半導体領域の一部の表面は、ニッケルまたはチタン領域に被覆されており、
前記ニッケルまたはチタン領域は、前記窒化物半導体領域に接し、
前記陰極室の内部には、第１電解液が保持され、
前記陽極室の内部には、第２電解液が保持され、
前記カソード電極は、前記第１電解液に接しており、
前記アノード電極は、前記第２電解液に接しており、
前記固体電解質膜は、前記陰極室および前記陽極室の間に挟まれ、
前記第１電解液は前記二酸化炭素を含有しており、
前記カソード電極は前記アノード電極に電気的に接続され、
前記アノード電極は、前記アノード電極において生じた電子を集めるアノード電極端子を具備し、そして
前記ニッケルまたはチタン領域は、前記アノード電極端子から離間しており、
前記ニッケルまたはチタン領域が形成されている前記窒化物半導体領域の少なくとも一部に２５０ナノメートル以上４００ナノメートル以下の波長を有する光を照射して、前記第１電解液に含有されている二酸化炭素を還元する工程（ｂ）、
ここで、前記光は前記ニッケルまたはチタン領域にも照射される。
【請求項２】
請求項１に記載の方法であって、
前記窒化物半導体は窒化ガリウムである。
【請求項３】
請求項２に記載の方法であって、
前記窒化物半導体はｎ型である。
【請求項４】
請求項１に記載の方法であって、
前記窒化物半導体はｎ型である。
【請求項５】
請求項１に記載の方法であって、
前記金属は銅である。
【請求項６】
請求項１に記載の方法であって、
前記第１電解液は、炭酸水素カリウム水溶液、炭酸水素ナトリウム水溶液、塩化カリウム水溶液、硫酸カリウム水溶液、またはリン酸カリウム水溶液である。
【請求項７】
請求項６に記載の方法であって、
前記第１電解液は、炭酸水素カリウム水溶液である。
【請求項８】
請求項１に記載の方法であって、
前記第２電解液は、水酸化ナトリウム水溶液または水酸化カリウム水溶液である。
【請求項９】
請求項１に記載の方法であって、
前記工程（ｂ）において、前記装置は室温かつ大気圧下におかれる。
【請求項１０】
請求項１に記載の方法であって、
前記ニッケルまたはチタン領域の総面積は、前記窒化物半導体領域の面積の３／１０倍未満である。
【請求項１１】
請求項１に記載の方法であって、
複数のニッケルまたはチタン領域が設けられている。
【請求項１２】
請求項１１に記載の方法であって、
前記複数のニッケルまたはチタン領域がマトリクス状に設けられている。
【請求項１３】
請求項１に記載の方法であって、
前記ニッケルまたはチタン領域は、ドットの形状を有している。
【請求項１４】
請求項１に記載の方法であって、
前記ニッケルまたはチタン領域は、微粒子の形状を有している。
【請求項１５】
請求項１に記載の方法であって、
工程（ｂ）において、蟻酸が得られる。
【請求項１６】
請求項１に記載の方法であって、
工程（ｂ）において、一酸化炭素が得られる。
【請求項１７】
請求項１に記載の方法であって、
工程（ｂ）において、メタンが得られる。
【国際調査報告】
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