(57)【要約】【課題】副反応による水素の発生を抑制しつつ炭素化合物を効率的に還元する還元反応用電極を提供する。【解決手段】金属又は半導体を含む基板１０と、基板１０の表面の少なくとも一部を覆い、構造体単体のサイズが１μｍ以下のカーボン材料からなるカーボン層１２と、カーボン層１２の表面を覆う錯体触媒層１４と、を備える還元反応用電極１００とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属又は半導体を含む基板と、前記基板の表面の少なくとも一部を覆い、構造体単体のサイズが１μｍ以下のカーボン材料からなるカーボン層と、前記カーボン層の表面を覆う錯体触媒層と、を備えることを特徴とする還元反応用電極。
【請求項２】
請求項１に記載の還元反応用電極であって、
前記カーボン材料は、カーボンナノチューブ、グラフェン及びグラファイトの少なくとも１つを含むことを特徴とする還元反応用電極。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の還元反応用電極であって、
前記基板は、ステンレス鋼材、金（Ａｕ））、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）及び酸化チタン（ＴｉＯ２）の少なくとも１つを含むことを特徴とする還元反応用電極。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の還元反応用電極であって、
前記錯体触媒層は、［Ｒｕ｛４，４’−ｄｉ（１−Ｈ−１−ｐｙｒｒｏｌｙｐｒｏｐｙｌ  ｃａｒｂｏｎａｔｅ）−２，２’−ｂｉｐｙｒｉｄｉｎｅ｝（ＣＯ）（ＭｅＣＮ）ＦｅＣｌ３・ｐｙｒｒｏｌ］を含むことを特徴とする還元反応用電極。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の還元反応用電極と、
水を酸化して酸素を発生する酸化反応用電極と、
を備え、これらを電気化学的に接続して構成され、
前記錯体触媒層が水を含む液に直接触れる状態において電気エネルギーを利用して炭素化合物を還元することを特徴とする反応デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カーボン材料を用いた還元反応用電極及びそれを用いた反応デバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体を光吸収体とし、金属錯体（ポリマー膜を含む）を二酸化炭素還元触媒として、半導体から金属錯体へ励起電子が移動することによって反応が進行する二酸化炭素還元デバイス、及び水を酸化する半導体触媒と組み合わせることで水を電子源とした二酸化炭素還元反応を起こす光化学反応デバイスに関する発明が開示されている（特許文献１〜３）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−６４０６６号公報
【特許文献２】特開２０１１−８２１４４号公報
【特許文献３】特開２０１１−９４１９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、金属や半導体に金属錯体を直接接合した還元電極を用いた場合、副反応である水素の発生が促進されてしまい、二酸化炭素の還元反応が十分に得られない場合があった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の1つの態様は、金属又は半導体を含む基板と、前記基板の表面の少なくとも一部を覆い、構造体単体のサイズが１μｍ以下のカーボン材料からなるカーボン層と、前記カーボン層の表面を覆う錯体触媒層と、を備えることを特徴とする還元反応用電極である。
【０００６】
ここで、前記カーボン材料は、カーボンナノチューブ、グラフェン及びグラファイトの少なくとも１つを含むことが好適である。
【０００７】
また、前記基板は、ステンレス鋼材、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）及び酸化チタン（ＴｉＯ２）の少なくとも１つを含むことが好適である。
【０００８】
また、前記錯体触媒層は、［Ｒｕ｛４，４’−ｄｉ（１−Ｈ−１−ｐｙｒｒｏｌｙｐｒｏｐｙｌ  ｃａｒｂｏｎａｔｅ）−２，２’−ｂｉｐｙｒｉｄｉｎｅ｝（ＣＯ）（ＭｅＣＮ）ＦｅＣｌ３・ｐｙｒｒｏｌ］を含むことが好適である。
【０００９】
また、本発明の別の態様は、上記還元反応用電極と、水を酸化して酸素を発生する酸化反応用電極と、を備え、これらを電気化学的に接続して構成され、前記錯体触媒層が水を含む液に直接触れる状態において電気エネルギーを利用して炭素化合物を還元することを特徴とする反応デバイスである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、副反応による水素の発生を抑制しつつ炭素化合物を効率的に還元する還元反応用電極及びそれを用いた反応デバイスを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施の形態における還元反応用電極の構成を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態における反応デバイスの構成を示す図である。
【図３】比較例７における還元反応用電極の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
［還元反応用電極］
図１は、実施形態に関わる還元反応用電極１００を示す。還元反応用電極１００に電圧が印加されると、基板１０に生じた電子がカーボン層１２を介して錯体触媒層１４に渡され、錯体触媒層１４における還元触媒反応に利用される。図１では、二酸化炭素（ＣＯ２）がギ酸（ＨＣＯＯＨ）に還元される態様が示されている。
【００１３】
基板１０は、金属又は半導体を含んで構成される。基板１０として用いられる金属は、特に限定されるものではないが、銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）、銅（Ｃｕ）、亜鉛（Ｚｎ）、インジウム（Ｉｎ）、カドミウム（Ｃｄ）、スズ（Ｓｎ）、パラジウム（Ｐｄ）、鉛（Ｐｂ）を含むことが好適である。基板１０として用いられる半導体は、特に限定されるものではないが、酸化チタン（ＴｉＯ２）、シリコン（Ｓｉ）、チタン酸ストロンチウム（ＳｒＴｉＯ３）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化タンタル（Ｔａ２Ｏ５）等とすることが好適である。
【００１４】
カーボン層１２は、カーボン材料（Ｃ）を含むものであればよいが、カーボン材料の構造体の単体のサイズが１ｎｍ以上１μｍ以下であることが好適である。カーボン層１２は、例えば、カーボンナノチューブ、グラフェン及びグラファイトの少なくとも１つを含むことが好適である。グラフェン及びグラファイトであればサイズが１ｎｍ以上１μｍ以下であることが好適である。カーボンナノチューブであれば直径が１ｎｍ以上４０ｎｍ以下であることが好適である。
【００１５】
カーボン層１２は、エタノール等の液体に混ぜ合わせたカーボン材料をスプレーで基板１０上に塗布し、加熱することによって形成することができる。スプレーの代わりに、スピンコートによって基板１０上に塗布してもよい。また、スピンコートを用いず、基板１０上に直接溶液を滴下して乾かして塗布してもよい。
【００１６】
錯体触媒層１４は、ルテニウム錯体とすることが好適である。錯体触媒層１４は、例えば、［Ｒｕ｛４，４’−ｄｉ（１−Ｈ−１−ｐｙｒｒｏｌｙｐｒｏｐｙｌ  ｃａｒｂｏｎａｔｅ）−２，２’−ｂｉｐｙｒｉｄｉｎｅ｝（ＣＯ）（ＭｅＣＮ）Ｃｌ２］、Ｒｕ｛４，４’−ｄｉ（１−Ｈ−１−ｐｙｒｒｏｌｙｐｒｏｐｙｌ  ｃａｒｂｏｎａｔｅ）−２，２’−ｂｉｐｙｒｉｄｉｎｅ｝（ＣＯ）２Ｃｌ２］、［Ｒｕ｛４，４’−ｄｉ（１−Ｈ−１−ｐｙｒｒｏｌｙｐｒｏｐｙｌ  ｃａｒｂｏｎａｔｅ）−２，２’−ｂｉｐｙｒｉｄｉｎｅ｝（ＣＯ）２］ｎ、［Ｒｕ｛４，４’−ｄｉ（１−Ｈ−１−ｐｙｒｒｏｌｙｐｒｏｐｙｌ  ｃａｒｂｏｎａｔｅ）−２，２’−ｂｉｐｙｒｉｄｉｎｅ｝（ＣＯ）（ＣＨ３ＣＮ）Ｃｌ２］等とすることができる。
【００１７】
錯体触媒層１４による修飾は、錯体をＭｅＣＮ溶液に溶解した液をカーボン層１２の上に塗布することで作ることができる。また、錯体触媒層１４による修飾は、電解重合法により行うこともできる。作用極としてカーボン層１２を形成した基板１０の電極、対極にフッ素含有酸化スズ（ＦＴＯ）で被覆したガラス基板、参照電極にＡｇ／Ａｇ＋電極を用い、錯体触媒を含む電解液中においてＡｇ／Ａｇ＋電極に対して負電圧となるようにカソード電流を流した後、Ａｇ／Ａｇ＋電極に対して正電位となるようにアノード電流を流すことによりカーボン層１２を形成した基板１０上を錯体触媒層１４で修飾することができる。電解質の溶液には、アセトニトリル（ＭｅＣＮ）、電解質には、Ｔｅｔｒａｂｕｔｙｌａｍｍｏｎｉｕｍｐｅｒｃｈｌｏｒａｔｅ（ＴＢＡＰ）を用いることができる。
【００１８】
このような方法を用いることによって、基板１０の表面をカーボン層１２によって効果的に被覆することができ、基板１０で発生した電子をカーボン層１２を介して錯体触媒層１４へ効率的に受け渡すことができる。これにより、還元反応を生じさせる際の副反応である水素の発生を抑制することができ、炭素化合物を錯体触媒層１４の表面において効率的に還元する還元反応用電極１００を実現することができる。
【００１９】
［酸化反応用電極］
酸化反応用電極１０２は、水の酸化反応を生起する材料を含んで構成される。酸化反応用電極１０２は、例えば、白金電極（Ｐｔ）、フッ素含有酸化スズ（ＦＴＯ）基板上に酸化イリジウム（ＩｒＯｘ：ｘ＝１〜２）を修飾させた電極、フッ素含有酸化スズ（ＦＴＯ）基板上に酸化タングステン（ＷＯ３）、バナジン酸ビスマス（ＢｉＶＯ４）、酸化鉄（Ｆｅ２Ｏ３）、タンタルオキシナイトライド（ＴａＯＮ）を積層させた電極のいずれかとすることが好適である。
【００２０】
［反応デバイス］
反応デバイスは、図２に示すように、還元反応用電極１００、酸化反応用電極１０２及び参照電極１０４を組み合わせて構成される。例えば、還元反応用電極１００、酸化反応用電極１０２及び参照電極１０４を炭素化合物が溶解された水中に浸漬し、還元反応用電極１００と参照電極１０４との間に適切なバイアス電圧を印加した状態において機能する。これによって、上述したように、還元反応用電極１００の錯体触媒層１４における還元触媒反応によって、水中の炭素化合物が還元される。例えば、炭素化合物が二酸化炭素（ＣＯ２）である場合、還元反応によりギ酸（ＨＣＯＯＨ）等が生成される。なお、錯体触媒層１４を選択し、適正な環境で触媒反応を生起することで、ギ酸に限らず、アルコールなどの有用な有機物を二酸化炭素から合成することも可能である。また、酸化反応用電極１０２において、水が酸素ガスに酸化される。
【００２１】
このように、本実施形態によれば、電気エネルギーを利用して、炭素化合物をより有用な炭素化合物に変換することができる。また、電気エネルギーを新たに生成される炭素化合物に貯蔵することができる。
【００２２】
特に、水を電子供与剤として二酸化炭素を還元でき、副反応である水素の発生を抑制することができるため、炭素化合物の還元反応の効率を向上させることができる。すなわち、還元反応用電極１００におけるカーボン層１２の疎水性により、基板１０である金属又は半導体に対して無極性の炭素化合物（例えば、二酸化炭素）が近づきやすく、極性分子である水やプロトンが近づきにくい状態とすることができる。これによって、特に、低い印加電圧下において、副反応である水素の還元を抑制することができ、炭素化合物の還元反応をより進行し易くし、炭素化合物の還元効率を向上させることができる。
【００２３】
［測定システム］
光電気化学測定には電気化学アナライザー（ＡＬＳ６１０）を使用し、三電極方式で測定を行った。三電極方式では、容器にはパイレックス（登録商標）セルを用い、セル内に電解液を満たして、電解液中に作用極として還元反応用電極１００、酸化反応用電極１０２として白金電極、参照電極１０４としてＨｇ／Ｈｇ２ＳＯ４を配置した。光電気化学測定に伴う生成物の評価には、イオンクロマトグラフ（ＤＩＯＮＥＸ、ＩＣＳ−２０００オートサンプラーＡＳ付）及びガスクロマトグラフ（島津ＧＣ−２０１４）を使用した。
【００２４】
「実施例１」
市販のステンレス鋼材（ＳＵＳ）を基板１０として、基板１０の上部をマスキングした後に、カーボンナノチューブをエタノールに混在させて約２ｍｇ／ｃｍ２の密度でスプレーして塗布し、３５０℃で加熱してカーボン層１２を形成した。その後、マスキング面に銅線を接続し、ガラス基板に貼り付け、周囲をシリコンゴムで封止した。さらに、カーボン層１２を塗布した面上に錯体触媒層１４として［Ｒｕ｛４，４’−ｄｉ（１−Ｈ−１−ｐｙｒｒｏｌｙｐｒｏｐｙｌ  ｃａｒｂｏｎａｔｅ）−２，２’−ｂｉｐｙｒｉｄｉｎｅ｝（ＣＯ）（ＭｅＣＮ）Ｃｌ２］ＦｅＣｌ３・ｐｙｒｒｏｌを含むＭｅＣＮ溶液を塗布し、乾燥させた後に水で洗浄して還元反応用電極１００を形成した。酸化反応用電極１０２として白金電極、参照電極１０４としてＨｇ／Ｈｇ２ＳＯ４を用いた。
【００２５】
電解液には、０．１Ｍのリン酸バッファ水溶液（Ｋ２ＨＰＯ４＋ＫＨ２ＰＯ４）を用い、水溶液中に二酸化炭素（ＣＯ２）ガスを流通させた。実験は、印加電圧が−１．４Ｖの状態で、電流−時間測定を行った。
【００２６】
「比較例１」
実施例１の構成において、カーボン層１２を形成せずに同様の実験を行った。
【００２７】
「比較例２」
実施例１の構成において、錯体触媒層１４として［Ｒｕ｛４，４’−ｄｉ（１−Ｈ−１−ｐｙｒｒｏｌｙｐｒｏｐｙｌ  ｃａｒｂｏｎａｔｅ）−２，２’−ｂｉｐｙｒｉｄｉｎｅ｝（ＣＯ）（ＭｅＣＮ）Ｃｌ２］ＦｅＣｌ３・ｐｙｒｒｏｌを形成せずに同様の実験を行った。
【００２８】
「実施例２」
市販の金（Ａｕ）ホイルを基板１０として、基板１０の上部をマスキングした後に、カーボンナノチューブをエタノールに混在させて約２ｍｇ／ｃｍ２の密度でスプレーして塗布し、３５０℃で加熱してカーボン層１２を形成した。その後、マスキング面に銅線を接続し、ガラス基板に貼り付け、周囲をシリコンゴムで封止した。さらに、カーボン層１２を塗布した面上に錯体触媒層１４として［Ｒｕ｛４，４’−ｄｉ（１−Ｈ−１−ｐｙｒｒｏｌｙｐｒｏｐｙｌ  ｃａｒｂｏｎａｔｅ）−２，２’−ｂｉｐｙｒｉｄｉｎｅ｝（ＣＯ）（ＭｅＣＮ）Ｃｌ２］ＦｅＣｌ３・ｐｙｒｒｏｌを含むＭｅＣＮ溶液を塗布し、乾燥させた後に水で洗浄して還元反応用電極１００を形成した。酸化反応用電極１０２として白金電極、参照電極１０４としてＨｇ／Ｈｇ２ＳＯ４を用いた。
【００２９】
電解液には、０．１Ｍのリン酸バッファ水溶液（Ｋ２ＨＰＯ４＋ＫＨ２ＰＯ４）を用い、水溶液中に二酸化炭素（ＣＯ２）ガスを流通させた。実験は、印加電圧が−１．４Ｖの状態で、電流−時間測定を行った。
【００３０】
「比較例３」
実施例２の構成において、カーボン層１２を形成せずに同様の実験を行った。
【００３１】
「比較例４」
実施例２の構成において、錯体触媒層１４として［Ｒｕ｛４，４’−ｄｉ（１−Ｈ−１−ｐｙｒｒｏｌｙｐｒｏｐｙｌ  ｃａｒｂｏｎａｔｅ）−２，２’−ｂｉｐｙｒｉｄｉｎｅ｝（ＣＯ）（ＭｅＣＮ）Ｃｌ２］ＦｅＣｌ３・ｐｙｒｒｏｌを形成せずに同様の実験を行った。
【００３２】
「実施例３」
ＩＴＯ上にスパッタリングで形成した酸化チタン（ＴｉＯ２）を基板１０として、基板１０の上部をマスキングした後に、カーボンナノチューブをエタノールに混在させて約２ｍｇ／ｃｍ２の密度でスプレーして塗布し、３５０℃で加熱してカーボン層１２を形成した。その後、マスキング面に銅線を接続し、ガラス基板に貼り付け、周囲をシリコンゴムで封止した。さらに、カーボン層１２を塗布した面上に錯体触媒層１４として［Ｒｕ｛４，４’−ｄｉ（１−Ｈ−１−ｐｙｒｒｏｌｙｐｒｏｐｙｌ  ｃａｒｂｏｎａｔｅ）−２，２’−ｂｉｐｙｒｉｄｉｎｅ｝（ＣＯ）（ＭｅＣＮ）Ｃｌ２］ＦｅＣｌ３・ｐｙｒｒｏｌを含むＭｅＣＮ溶液を塗布し、乾燥させた後に水で洗浄して還元反応用電極１００を形成した。酸化反応用電極１０２として白金電極、参照電極１０４としてＨｇ／Ｈｇ２ＳＯ４を用いた。
【００３３】
電解液には、０．１Ｍのリン酸バッファ水溶液（Ｋ２ＨＰＯ４＋ＫＨ２ＰＯ４）を用い、水溶液中に二酸化炭素（ＣＯ２）ガスを流通させた。実験は、印加電圧が−１．４Ｖの状態で、電流−時間測定を行った。
【００３４】
「比較例５」
実施例３の構成において、カーボン層１２を形成せずに同様の実験を行った。
【００３５】
「比較例６」
実施例３の構成において、錯体触媒層１４として［Ｒｕ｛４，４’−ｄｉ（１−Ｈ−１−ｐｙｒｒｏｌｙｐｒｏｐｙｌ  ｃａｒｂｏｎａｔｅ）−２，２’−ｂｉｐｙｒｉｄｉｎｅ｝（ＣＯ）（ＭｅＣＮ）Ｃｌ２］ＦｅＣｌ３・ｐｙｒｒｏｌを形成せずに同様の実験を行った。
【００３６】
「比較例７」
実施例１の構成において、カーボン層１２としてカーボンナノチューブを塗布せず、厚さ０．３８ｍｍ及び重さ１．７ｇのカーボンクロス（ＣＣ）に実施例１と同じ［Ｒｕ｛４，４’−ｄｉ（１−Ｈ−１−ｐｙｒｒｏｌｙｐｒｏｐｙｌ  ｃａｒｂｏｎａｔｅ）−２，２’−ｂｉｐｙｒｉｄｉｎｅ｝（ＣＯ）（ＭｅＣＮ）Ｃｌ２］ＦｅＣｌ３・ｐｙｒｒｏｌを含むＭｅＣＮ溶液を塗布し、乾燥させた後に水で洗浄し、基板１０に貼り付けて図３に示すような還元反応用電極とした。
【００３７】
「実施例４」
市販の銀箔（Ａｇ箔）を基板１０として、基板１０の上部をマスキングした後に、カーボンナノチューブを約２ｍｇ／ｃｍ２の密度でスプレーして塗布し、３５０℃で加熱してカーボン層１２を形成した。その後、マスキング面に銅線を接続し、ガラス基板に貼り付け、周囲をシリコンゴムで封止した。さらに、カーボン層１２を塗布した面上に錯体触媒層１４として［Ｒｕ｛４，４’−ｄｉ（１−Ｈ−１−ｐｙｒｒｏｌｙｐｒｏｐｙｌ  ｃａｒｂｏｎａｔｅ）−２，２’−ｂｉｐｙｒｉｄｉｎｅ｝（ＣＯ）（ＭｅＣＮ）Ｃｌ２］ＦｅＣｌ３・ｐｙｒｒｏｌを含むＭｅＣＮ溶液を塗布し、乾燥させた後に水で洗浄して還元反応用電極１００を形成した。酸化反応用電極１０２として白金電極、参照電極１０４としてＨｇ／Ｈｇ２ＳＯ４を用いた。
【００３８】
反応セルにはパイレックス（登録商標）セルを用いた。電解液には、０．１Ｍのリン酸バッファ水溶液（Ｋ２ＨＰＯ４＋ＫＨ２ＰＯ４）を用い、水溶液中に二酸化炭素（ＣＯ２）ガスを流通させた。実験は、印加電圧が−１．４Ｖの状態で、電流−時間測定を行った。
【００３９】
「実施例５」
市販の銅箔（Ｃｕ箔）を基板１０として、基板１０の上部をマスキングした後に、カーボンナノチューブを約２ｍｇ／ｃｍ２の密度でスプレーして塗布し、３５０℃で加熱してカーボン層１２を形成した。その後、マスキング面に銅線を接続し、ガラス基板に貼り付け、周囲をシリコンゴムで封止した。さらに、カーボン層１２を塗布した面上に錯体触媒層１４として［Ｒｕ｛４，４’−ｄｉ（１−Ｈ−１−ｐｙｒｒｏｌｙｐｒｏｐｙｌ  ｃａｒｂｏｎａｔｅ）−２，２’−ｂｉｐｙｒｉｄｉｎｅ｝（ＣＯ）（ＭｅＣＮ）Ｃｌ２］ＦｅＣｌ３・ｐｙｒｒｏｌを含むＭｅＣＮ溶液を塗布し、乾燥させた後に水で洗浄して還元反応用電極１００を形成した。酸化反応用電極１０２として白金電極、参照電極１０４としてＨｇ／Ｈｇ２ＳＯ４を用いた。
【００４０】
反応セルにはパイレックス（登録商標）セルを用いた。電解液には、０．１Ｍのリン酸バッファ水溶液（Ｋ２ＨＰＯ４＋ＫＨ２ＰＯ４）を用い、水溶液中に二酸化炭素（ＣＯ２）ガスを流通させた。実験は、印加電圧が−１．４Ｖの状態で、電流−時間測定を行った。
【００４１】
「結果」
表１には、実施例１〜５、比較例１〜６の実験の結果をまとめて示す。
【表１】
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【００４２】
実施例１〜５では、いずれも二酸化炭素（ＣＯ２）を還元してギ酸（ＨＣＯＯＨ）が生成された。これに対して、比較例１，３，５のように還元反応用電極１００にカーボン層１２を設けない場合には、二酸化炭素（ＣＯ２）の還元反応は進行しなかった。また、比較例２，４，６のように錯体触媒層１４がない場合にも二酸化炭素（ＣＯ２）の還元反応は進行しなかった。
【００４３】
以上の結果から、本実施の形態における還元反応用電極１００では、基板１０からカーボン層１２を介して錯体触媒層１４に効率的に電子の移動が行われ、炭素化合物が効率的に還元される。また、基板１０及びカーボン層１２と錯体触媒層１４との接合において、基板１０及びカーボン層１２の表面に特異的に吸着するアンカー部位を持たせる必要がない。
【００４４】
表２には、実施例１〜３及び比較例７の実験の結果をまとめて示す。
【表２】
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【００４５】
比較例７のようにカーボンナノチューブ以外のカーボン材料、例えばカーボンクロスを用いた場合であっても錯体触媒を吸着させて基板１０に貼り付けることで還元触媒として機能する。しかしながら、カーボンクロスのようにカーボン材料の構造体の単体のサイズが１μｍを超える場合、基板１０での副反応の抑制が十分でなくなる。その結果、表２に示すように、比較例７では、実施例１〜３に比べてギ酸（ＨＣＯＯＨ）の生成量が低下し、ファラデー効率も低下した。すなわち、カーボン層１２を構成するカーボン材料の構造体単体のサイズを１μｍ以下とすることによって、水素発生の副反応を抑制することができ、炭素化合物の還元反応効率を向上させることができる。
【符号の説明】
【００４６】
１０  基板、１２  カーボン層、１４  錯体触媒層、１００  還元反応用電極、１０２  酸化反応用電極、１０４  参照電極。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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