根据本实施方式的光电化学反应装置，包括：溶液槽(71)，其收纳第1溶液(81)；层叠体(41)，其被收纳于所述溶液槽内，具备：第1电极(11)、形成于所述第1电极的下方的第2电极(21)、形成于所述第1电极与所述第2电极之间且利用来自上方的光能进行电荷分离的光电动势层(31)、以及形成于所述第2电极的露出面上的第1绝缘层(22)；配管(61)，其被收纳于所述溶液槽内，与所述第1电极的上方对置地配置，收纳第2溶液(82)，具有从外表面到内表面贯通的细孔(66)；以及配线(51)，其将所述第2电极与所述配管电连接。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术的实施方式涉及一种光电化学反应装置。
技术介绍
近年来，担心石油和煤炭等矿物燃料的枯竭，对能持续利用的可再生能源的期待高。作为可再生能源之一，利用太阳光的太阳能电池和热发电的开发正活跃地进行。但是，储存利用太阳能电池产生的电力(电气)时，需要使用蓄电池。因此，存在蓄电池花费成本、或者蓄电时产生损失的问题。与此相对，不将太阳光转换为电而直接转换为氢(H2)、一氧化碳(CO)、甲醇(CH3OH)、或者甲酸(HCOOH)等化学物质(化学能)的技术受到关注。将太阳光转换为化学物质后储存于高压瓶或罐时，与将太阳光转换为电后储存于蓄电池时相比，具有能量储存为低成本、并且由储存带来的损失少的优点。作为这样的将太阳光以电化学的方式转换成化学物质的光电化学转换技术，例如可举出专利文献I。在专利文献I中，在光催化剂的表面设置有二氧化碳(CO2)还原催化剂。并且，该0)2还原催化剂经由电线与其它光催化剂连接。其它光催化剂通过光能而得到电位。0)2还原催化剂通过经由电线从其它光催化剂得到还原电位，从而将CO 2还原，生成甲酸。这样，在专利文献I中，为了得到对于使用可见光利用光催化剂进行CO2的还原所需要的电位，使用两段激发。但是，该由太阳光向化学能的转换效率为0.04%，非常低。这归因于利用可见光激发的光催化剂的能量效率低。在非专利文献I中，为了得到反应的电位，使用重叠有3层光电动势层的结构。并且，通过在光电动势层的电极上设置催化剂，进行水(H2O)的氧化还原反应，得到作为化学物质的H2。但是，由于利用氧化反应产生的氧(O2)与利用还原反应产生的H2混杂，因此，存在需要在后序工序中进行这些产物的分离的问题。另外，在非专利文献I中，光电动势层自身向电能的转换效率为7.7%，相对于此，向H2的转换效率、即由太阳光向化学能的转换效率为4.7%，较小。作为该原因之一，可举出在光电动势层的光照射侧设置有具有遮光性的金属网的电极。由于该金属网，导致照射到光电动势层的光量减少。另外，在非专利文献I中，记载有通过设置在光电动势层的光照射侧的相反侧的催化剂发生反应的方式。但是，此时，由太阳光向化学能的转换效率为2.5%，小于上述金属网的形态。作为其原因，可举出在光照射侧生成的离子(相反侧的催化剂的反应中使用的离子)扩散至光照射侧的相反侧的距离长，电位损失。这样，作为光电化学转换技术，谋求实现通过氧化还原反应生成的化学物质的分离，并且，有效利用由光电动势层产生的电动势，提高由太阳光向化学能的转换效率。现有技术文献专利文献专利文献1:日本特开2011-094194号公报非专利文献非专利文献I:S.Y.Reece 等,Science, vol.334.pp.645 (2011)
技术实现思路
专利技术要解决的课题本专利技术的目的在于提供一种具有将氧化还原反应的产物分离的功能、并且由太阳光向化学能的转换效率高的光电化学反应装置。用于解决课题的手段本实施方式的光电化学反应装置包括:溶液槽，其收纳第I溶液；层叠体，其被收纳于所述溶液槽内，具备:第I电极、形成于所述第I电极的下方的第2电极、形成于所述第I电极与所述第2电极之间且利用来自上方的光能进行电荷分离的光电动势层、以及形成于所述第2电极的露出面上的第I绝缘层；配管，其被收纳于所述溶液槽内，与所述第I电极的上方对置地配置，收纳第2溶液，具有从外表面到内表面贯通的细孔；以及配线，其将所述第2电极与所述配管电连接。【附图说明】图1是表示第I实施方式的光电化学反应装置的结构的立体图。图2是表示第I实施方式的光电化学反应装置的结构的截面图。图3是表示第I实施方式中的层叠体的一个例子的截面图。图4是表示第I实施方式中的层叠体的其它例子的截面图。图5是表示第I实施方式的光电化学反应装置的工作原理的截面图。图6是表示第2实施方式的光电化学反应装置的结构的截面图。图7是表示第3实施方式的光电化学反应装置的结构I的截面图。图8是表示第3实施方式的光电化学反应装置的结构2的截面图。图9是表示第3实施方式的光电化学反应装置的结构3的截面图。图10是表示第4实施方式的光电化学反应装置的结构的截面图。图11是表示第5实施方式的光电化学反应装置的结构的立体图。图12是表示第5实施方式的光电化学反应装置的结构的截面图。图13是表示第5实施方式的光电化学反应装置的结构的一个例子的俯视图。图14是表示第5实施方式的光电化学反应装置的结构的其它例子的俯视图。图15是表示第5实施方式的光电化学反应装置的工作原理的截面图。图16是表示第6实施方式的光电化学反应装置的结构的截面图。图17是表示第7实施方式的光电化学反应装置的结构的截面图。图18是表示第8实施方式的光电化学反应装置的结构的截面图。【具体实施方式】以下参照【附图说明】本实施方式。在附图中，相同部分附以相同参照符号。另外，重复的说明根据需要进行。1.第I实施方式以下使用图1至图5，对第I实施方式的光电化学反应装置进行说明。在第I实施方式的光电化学反应装置中，光电化学反应单元由层叠体41和配管61构成，所述层叠体41包括第I电极11、光电动势层31、第2电极21、以及第I绝缘层22，所述配管61经由配线51与第2电极21电连接。该光电化学单元被收纳于填充有含H2O的第I溶液81的溶液槽71内，在配管内61填充含CO2的第2溶液82。由此，能够将氧化还原反应的产物分离，并且能够提高由太阳光向化学能的转换效率。以下对第I实施方式进行详细说明。1-1.第I实施方式的构成图1是表示第I实施方式的光电化学反应装置的结构的立体图。图2是表示第I实施方式的光电化学反应装置的结构的截面图，是沿图1中的A-A'线的截面图。图3是表示第I实施方式中的层叠体41的一个例子的截面图，图4是表示第I实施方式中的层叠体41的其它例子的截面图。如图1以及图2所示，第I实施方式的光电化学反应装置包括:由层叠体41、配线51、以及配管61构成的光电化学反应单元；以及收纳光电化学反应单元的溶液槽71。溶液槽71在其内部收纳光电化学反应单元。另外，溶液槽71为了浸渍光电化学反应单元，在其内部收纳第I溶液81。第I溶液81例如为含H2O的溶液。作为这样的溶液，可举出含有任意电解质的溶液，但是，优选为促进H2O的氧化反应的溶液。溶液槽71的上表面设置有透光率高的例如由玻璃或者丙烯酸类树脂形成的窗部。照射光从溶液槽71的上方被照射。通过该照射光，后述的光电化学反应单元进行氧化还原反应。另外，注入口 I以及回收口 2与溶液槽71连接。注入口 I注入在溶液槽71内用于氧化反应的液体(第I溶液81)。回收口 2回收在溶液槽71内通过氧化反应生成的气体(例如O2) O光电化学反应单元由层叠体41、配线51、以及配管61构成，由光能生成化学能。关于光电化学反应单元的各要素，以下进行详细说明。如图3所示，层叠体41的一个例子由第I电极11、光电动势层31、第2电极21、以及第I绝缘层22构成。层叠体41为向第I方向以及与第I方向垂直的第2方向扩展的平板状，以第2电极21为基材依次形成。此外，在此，以光照射侧为表面(上表面)、以光照射侧的相反侧为背面(下表面)进行说明。第2电极21具有导电性。另外，第2电极21是为了本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种光电化学反应装置，其特征在于，包括：溶液槽，其收纳第1溶液；层叠体，其被收纳于所述溶液槽内，具备：第1电极、形成于所述第1电极的下方的第2电极、形成于所述第1电极与所述第2电极之间且利用来自上方的光能进行电荷分离的光电动势层、以及形成于所述第2电极的露出面上的第1绝缘层；配管，其被收纳于所述溶液槽内，与所述第1电极的上方对置地配置，收纳第2溶液，具有从外表面到内表面贯通的细孔；以及配线，其将所述第2电极与所述配管电连接。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：工藤由纪，御子柴智，小野昭彦，田村淳，北川良太，黄静君，
申请(专利权)人：株式会社东芝，
类型：发明
国别省市：日本;JP
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