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Pt 電極触媒を有する膜電極接合体を用いた CO2 還元による
CH4 連続生成および H2-CO2 燃料電池としての発電特性
Stationary-Potential CO2 Reduction into CH4 and its Power Generation as an H2-CO2
Fuel Cell Using a Membrane Electrode Assembly Having a Pt Electrocatalyst
迫田

泰斗、吉田

祐太、松田

翔風、梅田

実

Taito SAKODA, Yuta YOSHIDA, Shofu MATSUDA, Minoru UMEDA
長岡技術科学大学

大学院工学研究科

物質材料工学専攻

Department of Materials Science and Technology, Faculty of Engineering, Nagaoka University of Technology
概要：Pt 電極を用いた電気化学的 CO2還元では、CO2還元体として生じる CO が Pt 表面を被毒してしまうため、COが生成した段階で反応が止まってしまうことはよく知られている。我々は過去の研究にて、Pt/C 触媒を有する膜電極
接合体を用いた CO2還元において、導入する CO2濃度を制御することで理論電位に近い電位で CH4生成が起こることを報告している。しかし、反応中間体として生じる CO 吸着体が Pt 表面を被毒する影響で、反応が短時間で失活してしまい、連続的な CH4生成には至っていない。本研究では、連続的な CH4生成と燃料電池としての発電の両立を目的とし Pt/C 触媒による定電位 CO2還元の最適条件を調査した。カソードに流す CO2ガスの濃度を変えて電位ステッ
プ実験および in line 質量分析を行った結果、カソード CO2濃度4vol.％条件下において、0 . 16 V vs. RHE で連続的にCH4が発生することが明らかとなった。また、このときのファラデー効率は 12 . 3％、エネルギー変換効率は 11 . 9％であり、低過電圧かつ高効率な CH4生成が達成された。さらに、発電特性を調査した結果、CO2を CH4に変換すると同時に H2− CO2燃料電池として発電可能であることが確認された。
Abstract：In electrochemical CO2 reduction using a Pt electrode, it is well known that CO adsorbed as a CO2reduced species poisons the Pt surface, so that the reaction stops at the stage of CO formation. In our previous
study, we have reported that CH4 generation from CO2 reduction occurs at a potential close to the theoreticalpotential by controlling the CO2 concentration which is fed, using a membrane electrode assembly with a Pt/
C catalyst. However, due to the influence of CO adsorbed on Pt surface as a reaction intermediate, the CH4generation reaction deactivated in a short time. In this study, with the objective of realizing consecutive CH4production reaction and electric power generation as a fuel cell simultaneously, we investigated the stationarypotential CO2 reduction at the Pt/C electrocatalyst. Based on the results from potential-step experiment with inline mass spectrometry, it is revealed that the steady CH4 production from CO2 reduction occurs at 0 . 16 V vs.
RHE（with very small overpotential）under a 4 vol.％ CO2 concentration. The faradaic and energy-conversion
efficiency is determined as 12 . 3％ and 11 . 9％ , respectively, i.e. CH4 generation with a high efficiency was achieved.
In addition, power generation as an H2−CO2 fuel cell is observed while converting CO2 to CH4.

Key Words ：Methane generation, Carbon dioxide electroreduction, Pt/C, Polymer electrolyte fuel cell, Powergeneration

1.緒言

生じている。この現状に対し、気候変動に関する国連枠組み条約によって、地球温暖化への対応策が検討されてお人類は石油や天然ガスなどの化石燃料を燃焼することでり1）、CO2の固定化や削減に関する研究の推進や化石燃料

エネルギーを生み出してきた。しかし、連綿と築き上げらに代わる新エネルギーの開発などが挙げられている2）。これてきた豊かな文明社会の陰には、資源やエネルギー消費れらの対策の一つとして、電解による CO2 の有用炭化水量の増大による化石燃料の枯渇や、燃焼によって生み出さ素への変換が挙げられる。先駆的な研究として、Cu 電極

れた CO2 による地球温暖化など、大規模で深刻な問題がを用いた電気化学的 CO2 還元の研究が多く報告されてい76

燃料電池 Vol.20 No.3 2021る3）−6）。Jaramillo らの報告により、CO2還元反応の活性起電力 0 . 169 V の燃料電池として機能しうる点である。先は、電極として用いる遷移金属と反応中間体である CO の述したように、これまでの研究から、Pt/C を有する膜電間に生じる吸着力に依存するとされている7）。このため、極接合体を用いることで、水素酸化反応よりも貴電位（0. 1VCO 吸着力の低い Au や Ag 電極では主生成物が CO とな

vs. RHE）で CO2 還元による CH4 生成が起こることが確

り

8）
，9）

、Pt 電極をはじめとする CO と強い吸着力を示す

電極では、生成した CO で電極表面が被毒されるため、反認されており、H2-CO2 燃料電池 19） として動作することが期待される。

応が進行しない。それらに対し、Cu 電極は適度な吸着力

Pt/C 電極触媒での CO2還元による CH4生成反応メカニを有するため、他の遷移金属触媒と異なり CO から炭化水

ズムについて、我々は Hads と COads が Langmuir-Hinshel-

素（CH 4、C2H4等）への還元が起こりやすく、ファラデー

wood（L-H）機構で反応していると報告している 18）。そ効率が比較的高い 4），10）。しかし、Cu 電極を用いた CO2のため、CH4 生成反応の高効率化と連続化へ向けては Pt

還 元 で は、 そ の 理 論 電 位（CO2￨CH4 の 場 合 0 . 169 V vs.

表面に吸着する Hads、COads のモル比をコントロールする

11）SHE） に対して1V 以上の高い過電圧を必要とするため、ことが重要であると言える。ここで、この Hads、COads のエネルギー変換効率が低い。また、生成物選択性や電極触生成量は電位に依存すると知られているため 20）、本研究で媒としての安定性が低いこともあり、未だ実用化には至っは CH4生成反応の電位依存性に着目して検討を行った。具ていない。

体的には、連続的な CH4 生成とそれを利用した H2-CO2

CO を反応中間体とする炭化水素等の生成物形成におい

燃料電池発電の両立を目的として、Pt/C 電極触媒を組みて、その吸着力の強さから不利とされてきた Pt 電極上で込んだ膜電極接合体を用い、連続的な CO2 還元が可能なの CO2 還元も、過去に多くの研究者が取り組んできた。

最適電位の調査を行った。また、CO2還元による CH4生成

Giner は 0. 00−0. 25V vs. RHE で CO2還元が起こることをに関するエネルギー変換効率を求めるとともに、H2-CO2

発見し、CO2還元種が Pt 上に生成することを報告した
その後、Iwasita ら

13）や Aramata ら

14）

12）

。

燃料電池としての発電特性についても検討した。

が in situ IR 分析による研究を経て、Pt 電極上に吸着する CO2還元種が吸着 CO（COads）であることを明らかにした。CO2 還元生成物については、高い過電圧を必要とするものの、CH4
や CH3OH を微量ながら生成可能であることが報告され

2.実験方法２．
１

膜電極接合体を有する単セルの作製

図1に実験装置図を示す。Pt/C 触媒（46 . 2 wt.％ Pt、ている 15），16）。その中で我々は、Pt/C 電極を有する膜電極
接合体を組み込んだ固体高分子形セルを用いた CO2 還元
で低過電圧（〜 0 . 1 V vs. RHE）での CH4生成を達成し報告した 17）。また、供給する CO2 ガス濃度を制御する研究を実施した結果、Pt 表面上の COads と吸着 H（Hads）の存在比を制御することができ、CO2 還元による CH4 生成量が CO2濃度に依存して変化することが明らかとなった 18）。
CH4生成効率は CO2濃度4vol.％（Ar balance）で極大を示し、低過電圧（0 . 1 V vs. RHE）下で、ファラデー効率
6 . 8％を達成した 18）。しかし、CH4生成のファラデー効率が依然として低いことや、反応が連続的に起こらず減衰してしまうことなど、問題点も多い。
また、当技術は膜電極接合体のアノードに H2、カソードに濃度を制御した CO2を導入することで CO2還元を行っている。これらの反応式を （1） および （2） 式に示す 11）。


…（1）


…（2）

注目すべきは、これらの反応の標準電極電位がそれぞれ
0 . 000 V vs. SHE、0 . 169 V vs. SHE である 11） ため、標準

Fig. １

図1 本研究で用いた実験装置図
Block diagram of the experimental setup in this study.

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た、陽イオン交換膜として6×6cm に切った Nafion 117

卑方向リニアスイープボルタンメト
リー（LSV）（厚さ 0 . 18  mm、DuPont）を使用した。 Nafion 117 は事

掃引速度 0 . 1 mV s-1 にて、0 . 08−0 . 30 V vs. RHE の電前に、Milli-Q 水、0 . 5 M H2O2、0 . 5 M H2SO4、Milli-Q

位範囲で卑方向 LSV を行った。同時に in-line MS 測定を水の順に各1h ずつ煮沸処理を行った。ガス拡散層には、行うことで、m/z 2、m/z 15 の MS シグナルの経時変化をアセトンで脱脂処理を行った3×3cm の撥水処理済カー

測定した。

TEC 10 E 50 E）は田中貴金属工業製のものを使用した。ま２．４

ボンペーパー（東レ、TGP-H- 060 H）を使用した。Pt/C
電極触媒分散液は、全重量に対して固形分（Pt/C : Nafion

２．５　連続電位ステップ（5wt.％、Wako）= 6:1（重量比））が、5wt.％となる

0 . 40 V vs. RHE から 0 . 08 V vs. RHE まで段階的に卑側量のアルコール水溶液（2- プロパノール（Wako、特級）に電位ステップを行った。保持電位は 0 . 40、0 . 35、0 . 30、＋メタノール（Wako、特級）＋ Milli-Q 水を重量比1:2:1

0 . 25、0 . 20、0 . 18、0 . 16、0 . 15、0 . 14、0 . 12、0 . 10、0 . 08

で混合した溶液）を混合し作製した。この Pt/C 電極触媒

V vs. RHE の 12 点であり、各電位での保持時間は 120 s

分散液をカーボンペーパー上に Pt 量が1mg cm-2となるとした。この連続電位ステップ中の電流密度、m/z 2、m/z

ようにスプレー法で塗布し、Pt/C 触媒層を形成した。こ15 の MS シグナルの経時変化を測定した。これらの実験

れを2つ用意し、Nafion 117 の両面に触媒層が接するよう操作を CO2濃度0、4、10、100 vol.％の4条件で行った。

にして挟み込み、140  ℃でホットプレスすることで膜電極接合体（MEA）を作製した。また、対極側の Nafion 117

２．６　定電位保持による CH4連続生成に Pt/C 電極触媒分散液を滴下し、可逆水素電極（Revers-

0 . 40 V vs. RHE から 0 . 16 V vs. RHE に直接電位ステッ

ible Hydrogen Electrode、RHE）を設けた。最後に、作プし 300 s 保持した。その後、0 . 05 V vs. RHE にステップ

製した MEA をガスケット、パラレル流路を持つカーボン

し 120 s 保持した。定電位保持中の電流密度、m/z 2、m/z  

セパレータ、ステンレス板で挟み、Pt/C 電極触媒を有す

15 の MS シグナルの経時変化を測定した。

る MEA を組み込んだ単セルとした。

２．２ 電気化学測定装置と単セルへのガス供給
単セルを PEFC 高温運転装置にセットし、Potentiostat

3.結果および考察
３．
１

CH4生成の電位依存性（ 北 斗 電 工、HA- 310）
、Function generator（ 北 斗 電 工、

図2に LSV の結果を示す。H2由来の m/z 2 シグナルに

HB- 104）に接続した。記録にはデータロガー（GRAPH-

注目すると、電極電位が約 0 . 12 V vs. RHE より卑側にな

TEC、GL 900）を用いた。Potentiostat を用いて単セルのるにつれてその検出強度は指数関数的に増大していること

作用極と参照極間で電位を操作し、電気化学測定を行った。
すべての実験は、対極にフル加湿 H2（純度：99 . 999％以

計 50 mL min-1）を供給して実施した。参照極にはフル加-1

湿 H2ガスを 10 mL min で供給した。

生成物の分析

セ ル の 作 用 極 出 口 を 質 量 分 析 計（JEOL、JMSQ 1050 GC；MS）と接続し、排出されるガスを直接 MS に送り込むことで電気化学測定中にリアルタイムで生成物分-0.5

成物が MS に入るまでのラグタイムが7s であることを確認した。
このラグタイムを用いて、電位および電流値のデー
タと MS シグナルの時間補正を行った。

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0.1 mV s-1

-1.5
-2

m/z 2

1000
0

析が可能な in-line MS 測定を行った。なお、水素発生電位に作用極電位をステップすることで、作用極で生じた生

Sweep speed-1

m/z 15300

0.1

00.15 0.2 0.25 0.3
Potential / V vs. RHE

m/z 15 int. / a. u.

２．３

J / mA cm-2

純度 99 . 995％以上、Ar：純度 99 . 998％以上、ガス流量：0m/z 2 int. / a. u.

上、50 mL min-1）、作用極にフル加湿 CO2/Ar ガス（CO2：

図2 C
 O2濃度4vol.％下における卑方向リニアスイープボルタ
モグラムとそれに対応するMSシグナル変化（m/z 2、m/z
15）
Fig. 2 MS signals of m/z 2 and 15 during linear sweep voltammetry（LSV）to the negative direction at a 4 vol.％CO2 concentration.

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m/z 15 シグナルに注目すると、が分かる。一方、
およそ 0. 25−0. 10V vs. RHE の電位範囲でブロードなピークが観測され、0 . 16 V vs. RHE 付近で極大となっている。また、m/z
2 と m/z 15 の関係から、H2発生と CH4生成が異なる電位範囲で起こることが確認できる。ここで、この観測された m/z 15 シグナルが CH4由来であることを確認するため、
約 0 . 16 V vs. RHE で MS スペクトル測定を行い、CH4 標
準ガスの MS スペクトルと比較した。図3（a）に 268 ppmの CH4標準ガスの MS スペクトル、
図3（b）に LSV（図2）の約 0 . 16 V vs. RHE で展開した MS スペクトルを示す。
図3（a）を見ると、検出強度が高い順に m/z 16、15、14 が検出されていることがわかる。m/z 16 は CH4、m/z 15 お
よび m/z 14 は、それぞれフラグメントイオンである CH3+
および CH2２+ に由来している。図3（b）でも、図3（a）と同様の傾向にて m/z 16、15、14 が検出されていることから、観測された m/z 15 シグナルが CH4由来であるとわかる。
次に、CH4連続生成における最適電位を調査するため、前記した手順にて連続電位ステップを行った。このときに得られた m/z 15 の MS シグナルから、電位ごとに平均検出強度を算出し保持電位に対してプロットした結果を図4に示す。図4より、各 CO2濃度の結果を比較すると、

図3 (a) 268 ppmのCH４ 標準ガスを導入した際のMSスペクト
ル、(b)図2の卑方向LSVにおいて、約0.16 V vs. RHEで得られた作用極排出ガスのMSスペクトル
Fig. 3 MS spectra of (a) 268 ppm methane standard gas diluted with Ar and (b) the exhaust gas from the working
electrode at ca. 0.16 V vs. RHE during LSV of Fig. 2.

4vol.％のときに m/z 15 の検出強度が最大を示していることが分かる。また、作用極 CO2濃度によって m/z 15 の検出強度が最大になる電位が異なり、4vol.％では LSV の結果（図2）同様に 0 . 16 V vs. RHE、10 vol.％では 0 . 20 V
vs. RHE で最大値を示している。この差異は作用極 CO2
濃度が上昇するとともに COads の生成量が増加したことに起因すると考えられる。COads から CH4が生成する反応はL-H 機構で進行するため 18）、Hads/COads の比が CH4 生成量に大きな影響を及ぼす。そのため、CO2 濃度が高くなることで COads 生成量が上昇、すなわち Hads/COads 比が低下するために CH4 生成の最適電位が変化したと考えられる。ここで、電位と Hads/COads 比の関係を考えると、電位が卑になるほど COads の生成量は増大する 20）ため、0 . 40 V
vs. RHE から CH4 生成が極大になる電位までは Hads 過多
であり、CH4生成量が最大となる電位で Hads/COads の比が

図4 各CO2濃度におけるm/z 15検出強度の電位依存性( ○: 0 vol. ％、 □:4 vol. ％、 ◇:10 vol. ％、 ×:100
vol.％)
Fig. 4 Potential dependence of the integrated intensity ofm/z 15 detected under various CO2 concentrations(○: 0vol. ％ , □:4vol. ％ , ◇:10 vol. ％ , ×:100
vol.％).

最適となり、さらに卑側の電位範囲では COads 過多になると推察される。以上を踏まえると、CO2 濃度 10 vol.％では4vol.％に比べ COads 生成が起こりやすいため、CH4 生れる。つまり、CH4 生成における最適電位は、Pt 表面の成量が最大となる電位が貴側にシフトしたと考えられる。

COads と Hads が最適比で、かつ多量に存在しうる電位とな

しかし、Hads/COads 比だけでは、CO2 濃度4vol.％下でのる必要がある。以上より、CO2濃度4vol.％、保持電位 0. 16V

0 . 16 V vs. RHE における CH4 生成量が、10 vol.％下でのvs. RHE が、CO2 還元による CH4 生成に最適な条件であ

0 . 20 V vs. RHE におけるそれより大きくなる理由は説明ると考えられる。また、作用極 CO2 濃度 100 vol.％では、できない。これには、CO2→ COads → CH4の反応のうち、どの電位においてもほとんど CH4 生成が起こらない。こCOads から CH4 が生成する反応が関わっていると考えら

れは、大量に生成した COads に Pt 表面が覆われてしまい、

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CH4生成に必要となる Hads が不足したためと考えられる。

そ の 上 で、0 . 16 V vs. RHE に 電 位 保 持 後 11 - 300 s の 間

３．２に由来するファラデー電荷量をもとに CH4 生成のファラに流れた還元電流のファラデー電荷量、および CH4 生成

CH4生成の連続化

上の結果を踏まえ、CO2濃度4vol.％の条件下にて CH4

デー効率を算出した結果、12 . 3％と高い値を示した。また、

連続生成実験を行った結果を図5に示す。m/z 15 の挙動に

（2）式より、この CH4 生成反応の標準電極電位は 0 . 169 V

注目すると、0 . 40 V vs. RHE から 0 . 16 V vs. RHE への電vs. SHE であるため、本反応の過電圧は 0 . 009 V となり、位ステップに対応して立ち上がり、その後 300 s にわたっ

非常に小さいことがわかる。

て連続的に検出されることが確認できる。また、0 . 05 V

ファラデー効率は多くの論文で計算され、反応の効率をvs. RHE では、m/z 15 のシグナルは検出されていない。重

比較して議論する際に用いられているが、CO2の電解還元

要なことに、H2 由来の m/z 2 シグナルは 0 . 16 V vs. RHE

反応は、用いる電極、実験系によって必要とする過電圧はで保持している際は検出されず、0 . 05 V vs. RHE に電位ス

大きく異なっている。すなわち、ファラデー効率だけで反テップしたときのみ検出されている。このことから、
0. 16V応の効率を議論することはできないため、エネルギーを基vs. RHE では H2発生は起こらず、CH4が選択的かつ連続

準とし、系に投入したエネルギーが反応にどれだけ寄与し的に生成していることが明らかである。

ているかを表すエネルギー変換効率を用いて議論する必要

次に、定量的な議論を行うため、得られた結果から
CH4生成のファラデー効率（EF）を（3）
式に従い算出した。
がある。そこで、以下の（4）式 21）に従い本系のエネルギー
変換効率（EE）を算出した。

…（3）



…（4）

n は反応電子数、m は生成した CH4 の物質量 [mol]、F

なお、CH4 生 成のファラデ ー 効 率（EF）は 0 . 16 V vs.

はファラデー定数であり、これらの積は CH4 生成に消費

RHE で電位保持を行った際の 12 . 3％を使用し、このときのされたファラデー電荷量を表している。また、I は電流、t

作用極の反応は（2）式に示した CH4生成（E°
CO2/CH4= 0. 169V

は時間であり、これらの積から総ファラデー電荷量を算出

11）vs. SHE）
を基準とした。また、本系は対極に H2 を導した。なお、CO2還元による CH4生成反応は先述の（2）式

入して CO2 還元を行っているが、他の論文との比較を容を仮定し、電流効率の算出における反応電子数は8とした。

易にするため、対極の反応を H2O 酸化基準（E°H2O oxidation= 1 . 23 V vs. SHE）とし算出を行った 21）。（4）式の ∆E°
は作用極と対極の標準電極電位差、∆E

Appliedは実際のセル

電圧を表している。その結果、エネルギー変換効率は11 . 9％と算出された。Hori らは 0 . 1 M KHCO3水溶液中にて Cu 電極を用いて CO2 還元を行い、60％以上のファラデー効率で炭化水素生成できることを報告している3）。こ
こで、この論文の値から CH4 および C2H4 生成のエネル
ギー変換効率を算出したところ、それぞれ 13 . 2％および11 . 0％となった。
以上より、Pt/C 電極触媒を用いた CO2 還元について、
CO2 濃度を4vol.％とし、電極電位を 0 . 16 V vs. RHE に保持することで CH4が連続的に生成することが確認され、このときのファラデー効率は 12 . 3％、エネルギー変換効率は 11 . 9％になることが示された。実用化へ向けては多くの改善の余地があるものの、Pt 電極を用いた CO2還元による CH4生成が、エネルギー変換効率の観点からは Cu
電極と同等の値を示すことが明らかとなった。今後はファ図5 作用極電位操作のタイムシーケンス(上)、およびこれに対応した電流密度(中)、m/z 2、15のMSシグナル(下)Fig. 5 Potential program applied to the working electrode(upper), current density(middle), and MS signals at m/z
2 and 15(lower)under a 4 vol.％ CO２.

80

ラデー効率の向上を目指した触媒設計などの検討が重要になると考えられる。

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３．３

H2-CO2燃料電池示していることが分かる。図6（a）と図6（b）において 0 . 2

本節は CO2 還元を利用した H2-CO2 燃料電池としてのmA cm-2以上の高い電流密度を示している点は H2発生反発電特性について議論する。図4と同様の実験を作用極－

応によるものと考えられるが、0 . 2 mA cm-2未満の範囲（図

対極間電圧（セル電圧）で実施し、各電位の平均電流から

4よりカソードで CH4 生成が起こる範囲）では、アノー算出した電流密度 - 電圧特性および電流密度 - 出力密度特ドでの H2酸化反応とカソードでの CO2還元反応の組み合性を図6に示す。また、電流密度は電位ステップ時に流れわせによる燃料電池として発電することが明らかとなっる電気二重層充電電流を除いた定常電流のみで計算した。

た。また、図6（c）に着目すると、0 . 40−0 . 20 V のセル電

なお、カソード CO2濃度による影響も調査するために4、圧領域では電流密度の増大とともにセル電圧が減少し、10、100 vol.％の3条件で行った。図6から、全ての CO2

0 . 20−0 . 15 V のセル電圧領域では電流密度の減少とともに濃度下で電流密度が増大するに従い、セル電圧が減少してセル電圧が減少している。この傾向は全ての CO2 濃度でいく様子が見て取れ、一般的な燃料電池と類似した傾向を観測され、CO2濃度の上昇に伴い顕著になっていく。このことから、この傾向は COads 被毒に由来していると考えられる。
前節から、カソード CO2濃度4vol.％下において 0 . 16 V
vs. RHE で CH4が連続的に生成することがわかっている。
また、本系では作用極－対極間電圧と作用極－参照極間電圧が実質的に同じである。以上より、セル電圧 0 . 16 V のとき、CO2 を還元して CH4 を連続的に生成すると同時に発電できることが示された。

4.結言
Pt/C を有する膜電極接合体を用いた CO2 還元を行い、CH4 連続生成における最適条件を調査した。その結果、
CO2 濃度4vol.％下にて 0 . 16 V vs. RHE に電位保持する
ことで低過電圧（0 . 009 V）かつ高ファラデー効率（12 . 3％）
で連続的な CH4 生成を達成した。また、このファラデー
効率と過電圧の値から CH4 生成に関わるエネルギー変換
効率は 11 . 9％と算出され、本研究で設計したセルは H2CO2 燃料電池としての発電特性を有していることが明らかとなった。総じて、CO2 を CH4 に連続して還元しつつ発電を行う革新的な燃料電池技術が本研究により見出された。
謝辞
本研究の一部は、JST 戦略的創造研究推進事業「低エネルギー、低環境負荷で持続可能なものづくりのための先導的な物質変換技術の創出」（ACT-C）により実施した。また、本研究の一部は JSPS 科研費 JP 20 H 00282 の助成を受けたものである。
図6 各CO2濃度((a) 4 vol.％、(b) 10 vol.％、(c) 100 vol.％ )における電流密度−電圧特性(◇)ならびに電流密度−出力密度特性(●)
Fig. 6 Cell voltage(◇)and power density(●)of H2−CO2
fuel cell as functions of current density under various
CO2 concentrations : (a) 4 vol.％ , (b) 10 vol.％ , and(c) 100 vol.％ .

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