子205，在氧化反应溶液206a内配置氧化反应粒子203。而且，在氧化反应溶液206a (氧化反应粒子203)和还原反应溶液206b之间形成包含阻碍胺分子的透过的薄膜204的隔膜207。由此，能够得到与第1实施方式同样的效果。
[0094]〈第3实施方式〉
[0095]使用图6?图10，对第3实施方式涉及的光化学反应装置进行说明。
[0096]在第3实施方式涉及的光化学反应装置中，在含有胺分子的相同的反应溶液306内配置氧化电极309及还原电极310，以覆盖氧化电极309的表面的方式形成阻碍胺分子的透过的薄膜304。由此，可以防止氧化电极309 (氧化反应部303)引起的胺分子的氧化。以下，对第3实施方式详细进行说明。
[0097]予以说明，在第3实施方式中，对与上述各实施方式同样的方面，省略说明，主要对不同的方面进行说明。
[0098][构成]
[0099]图6是表示第3实施方式涉及的光化学反应装置的构成的剖面图。图7是表示第3实施方式涉及的氧化电极309的构成的剖面图。图8是表示第3实施方式涉及的氧化反应部303的构成的剖面图。图9是表示第3实施方式涉及的还原电极310的构成的剖面图。图10是表示第3实施方式涉及的还原反应部305的构成的剖面图。
[0100]如图6所示，第3实施方式涉及的光化学反应装置具备:反应槽301、气体收集通道302、氧化电极309、薄膜304、还原电极310、反应溶液306、电源元件(半导体元件)311、氧化侧电连接部312、及还原侧电连接部313。以下，对各元件详细地进行说明。
[0101]反应槽301为用于贮存反应溶液306的容器。反应槽301与气体收集通道302连接，将经由气体收集通道302而生成的气体排出到外部。另外，为了高效地收集气体生成物，优选反应槽301除气体收集通道302之外设为完全的密闭状态。
[0102]为了使光到达至反应溶液306、氧化电极309及还原电极310的表面，反应槽301的材料为250nm以上llOOnm以下的波长范围的光的吸收少的材料即可。作为这样的材料，可列举例如:石英、聚苯乙烯、甲基丙烯酸酯、或白板玻璃等。另外，在反应时(氧化反应及还原反应时)，为了在反应槽301内均匀且高效地进行反应，可以在反应槽301内具备搅拌装置而搅拌反应溶液306。
[0103]反应溶液306小于除气体收集通道302之外的反应槽301的贮存容量的100%，优选满足50%?90%，更优选满足70%?90%。在反应溶液306中含浸氧化电极309及还原电极310。在氧化电极309 (氧化反应部303)的表面进行H20的氧化反应，在还原电极310 (还原反应部305)的表面进行C02的还原反应。
[0104]另外，反应溶液306只要是不使氧化电极309、还原电极310、及薄膜304溶解或腐蚀等、不使它们从本质上变化的含有胺分子的溶液即可。作为这样的溶液，可列举例如:乙醇胺、咪唑、或吡啶等的胺水溶液。胺可以为伯胺、仲胺、或叔胺的任一种。作为伯胺，可列举:甲胺、乙胺、丙胺、丁胺、戊胺、或己胺等。胺的烃也可以被醇、或卤素等取代。作为胺的烃被取代的胺，可列举例如:甲醇胺、乙醇胺、或氯甲基胺等。另外，可以在胺中存在不饱和键。这些烃在仲胺及叔胺中也同样。作为仲胺，可列举:二甲基胺、二乙基胺、二丙基胺、二丁基胺、二戊基胺、二己基胺、二甲醇胺、二乙醇胺、或二丙醇胺等。被取代的烃也可以不同。这在叔胺中也同样。例如，作为烃不同的胺，可列举甲基乙基胺或甲基丙基胺等。作为叔胺，可列举:三甲基胺、三乙基胺、三丙基胺、三丁基胺、三己基胺、三甲醇胺、三乙醇胺、三丙醇胺、三丁醇胺、三丙醇胺、三己醇胺、甲基二乙基胺、或甲基二丙基胺等。在该反应溶液306中含有引起被胺分子吸收的还原反应的C02。
[0105]在该反应溶液306中含有引起氧化反应的H20、另外，含有引起被胺分子吸收的还原反应的C02。另外，本例中，分别在氧化电极309及还原电极310的表面引起氧化反应及还原反应。因此，为了在氧化电极309和还原电极310之间进行电子或空穴的交换，优选将其间进行电连接。因此，可以根据需要在反应溶液306中添加氧化还原对(即，氧化还原剂)。氧化还原对例如为Fe3+/Fe2\ 103_/厂等。
[0106]如图7所示，氧化电极309由用于作为电极形成的氧化电极支撑基板314、和在氧化电极支撑基板314的表面形成、且进行水的氧化反应的氧化反应部303构成。
[0107]氧化电极支撑基板314含有具有导电性的材料。作为这样的材料，可列举例如:Cu、Al、T1、N1、Fe、或Ag等金属、或含有至少1种这些金属的例如SUS那样的合金等。
[0108]如图8所示，氧化反应部303由氧化反应半导体光催化剂303a和在其表面所形成的氧化反应助催化剂303b构成。
[0109]氧化反应半导体光催化剂303a通过光能而被激发，进行电荷分离。此时，激发的空穴的标准能级与h20的标准氧化水平相比为正方向。作为这样的氧化反应半导体光催化剂 303a 的材料，可列举例如:Ti02、W03、SrTi03、Fe203、BiV04、Ag3V04、S SnNb206等。
[0110]氧化反应助催化剂303b顺利地从氧化反应半导体光催化剂303a接受空穴，与反应溶液306中的H20反应使H20氧化。作为这样的氧化反应助催化剂303b的材料，可列举例如:Ru02、N1、Ni (OH) 2、N10H、Co304、Co (OH) 2、CoOOH、FeO、Fe203、Mn02、Mn304、Rh203、或 Ir02等。氧化反应助催化剂303b是促进氧化反应部303中的氧化反应，因此，只要氧化反应半导体光催化剂303a引起的氧化反应充分，则可以没有。
[0111]如图9所示，还原电极310由用于作为电极形成的还原电极支撑基板315、和在还原电极支撑基板315的表面形成且进行C02的还原反应的还原反应部305构成。
[0112]还原电极支撑基板315含有具有导电性的材料。作为这样的材料，可列举例如:Cu、Al、T1、N1、Fe、或Ag等金属、或含有至少1种这些金属的例如SUS那样的合金等。
[0113]如图10所示，还原反应部305由还原反应半导体光催化剂305a和在其表面所形成的还原反应助催化剂305b构成。
[0114]还原反应半导体光催化剂305a通过光能而被激发，进行电荷分离。此时，激发的电子的标准能级与C02的标准氧化水平相比为负方向。作为这样的还原反应半导体光催化剂305a的材料，可列举例如1102或N-Ta 205等。
[0115]还原反应助催化剂305b顺利地从还原反应半导体光催化剂305a接受电子，与反应溶液306中的C02反应使C0 2还原。作为这样的还原反应助催化剂305b的材料，可列举例如:Au、Ag、Zn、Cu、N-石墨稀、Hg、Cd、Pb、T1、In、Sn、或舒络合物或铼络合物之类的金属络合物等。还原反应助催化剂305b是促进还原反应部305中的还原反应，因此，只要还原反应半导体光催化剂305a引起的还原反应充分，则可以没有。
[0116]氧化侧电连接部(配线)312与氧化电极309进行电连接，还原侧电连接部(配线)313与还原电极310进行电连接。而且，通过氧化侧电连接部312和还原侧电连接部313进行电连接，将氧化电极309和还原电极310进行电连接。由此，可以在氧化电极309及还原电极310之间进行电子或空穴的交换。
[0117]电源元件(半导体元件)311配置在氧化侧电连接部312和还原侧电连接部313之间，分别进行电连接。即，电源元件311在氧化电极309及还原电极310中经由配线(氧化侧电连接部312及还原侧电连接部313)进行电连接。电源元件311通过光能在材料内部进行电荷分离，例如为pin接合、非晶娃太阳能电池、多接合型太阳能电池、单晶娃太阳能电池、多晶硅太阳能电池、染料敏化太阳能电池、或有机薄膜太阳能电池等。
[0118]电源元件311因在氧化电极309及还原电极310中所生成的最正标准光激发空穴水平和最负标准光激发电子水平之差而顺利地不同时引起&0的氧化反应及0)2的还原反应时，作为辅助电源设置。在电源元件311内部所生成的光激发空穴可以经由氧化侧电连接部312移动至氧化电极309，在电源元件311内部所生成的光激发电子可以经由还原侧电连接部313移动至还原电极310。S卩，氧化电极309和/或还原电极310通过光能不充分地进行电荷分离时，为了同时引起水的氧化反应及0)2的还原反应而需要的能量由电源元件311提供。
[0119]予以说明，也考虑在设置电源元件311的情况下，不需要在氧化电极309中吸收光能进行内部电荷分离。该情况下，不形成氧化反应半导体光催化剂303a，氧化电极309由氧化电极支撑基板314和氧化反应助催化剂303b构成。而且，在氧化反应助催化剂303b中，在电源元件311中所生成的光激发空穴经过氧化侧电连接部312及氧化电极支撑基板314而被转移。另外，该情况下，氧化电极支撑基板314和氧化反应助催化剂303b可以由相同材料构成。此时，氧化电极支撑基板314和氧化反应助催化剂303b表示相同的东西，在电源元件311中所生成的光激发空穴经由氧化侧电连接部312流入于氧化电极支撑基板314、即氧化反应助催化剂303b。
[0120]同样地也考虑在设置电源元件311的情况下，不需要在还原电极310中吸收光能进行内部电荷分离。该情况下，不形成还原反应半导体光催化剂305a，还原电极310由还原电极支撑基板314和还原反应助催化剂303b构成。而且，在还原反应助催化剂303b中，在电源元件311中所生成的光激发电子经过还原侧电连接部312及还原电极支撑基板315而被转移。另外，该情况下，还原电极支撑基板315和还原反应助催化剂305b可以由相同材料构成。此时，还原电极支撑基板315和还原反应助催化剂305b表示相同的东西，在电源元件311中所生成的光激发电子经由还原侧电连接部313流入于还原电极支撑基板315、即还原反应助催化剂305b。
[0121]如图6所示，薄膜304覆盖氧化电极309的表面。换句话说，薄膜304配置在氧化电极309 (氧化反应部303)和反应溶液306之间，氧化反应部303与反应溶液306不直接接触。该薄膜304使&0分子、02分子、Η +透过，具有阻碍胺分子的透过的通道尺寸。予以说明，在反应溶液306中含有氧化还原剂的情况下，薄膜304具有使氧化还原剂透过的通道尺寸。更具体而言，薄膜304具有0.3nm以上1.0nm以下的通道尺寸。作为这样的薄膜304，可列举含有氧化石墨烯、石墨烯、聚酰亚胺、碳纳米管、金刚石状碳、及沸石的1种以上的物质。
[0122]由此，薄膜304阻碍从反应溶液306向氧化反应部303的胺分子的透过，可以防止氧化反应部303引起的胺分子的氧化反应。另一方面，薄膜304使从反应溶液306向氧化反应部303的H20分子透过，使从氧化反应部303向反应溶液306的02分子及Η +透过，因此，不会抑制氧化反应部303引起的Η20的氧化反应。S卩，薄膜304作为阻碍胺分子的透过的胺分子筛膜起作用。
[0123]另外，与第1实施方式中的薄膜104同样，从光透过性及绝缘性的观点出发，需要适当调整薄膜304的膜厚。例如使用氧化石墨烯作为薄膜304时，优选将其膜厚设为lnm以上lOOnm以下，更优选设为3nm以上50nm以下。从这些光透过性及绝缘性的观点出发，这些的下限考虑氧化石墨烯的绝缘性，上限考虑氧化石墨烯的光透过性。予以说明，氧化反应部303不具有氧化反应半导体光催化剂303a时，不需要考虑薄膜304的光透过性。因此，薄膜304 (氧化石墨稀)的膜厚优选为lnm以上，更优选为3nm以上。
[0124][效果]
[0125]根据上述第3实施方式，在含有胺分子的相同的反应溶液306内配置氧化电极309及还原电极310，以覆盖氧化电极309的表面的方式形成薄膜304。由此，可以得到与第1实施方式同样的效果。
[0126]另外，在第3实施方式中，除氧化反应部303及还原反应部305以外，可设置通过光能而进行电荷分离的电源元件311。通过该电源元件311在氧化反应部303及还原反应部305中经由配线进行电连接，能够提高氧化反应部303中的氧化反应及还原反应部305中的还原反应的反应效率。
[0127]<第4实施方式>
[0128]使用图11，对第4实施方式涉及的光化学反应装置进行说明。
[0129]在第4实施方式涉及的光化学反应装置中，在含有胺分子的还原反应溶液406b内配置还原电极410，在氧化反应溶液406a内配置氧化电极409。而且，在氧化反应溶液406a和还原反应溶液406b之间形成含有阻碍胺分子的透过的薄膜的隔膜407。