本発明においては、光アノード電極として、紫外域における多孔質半導体等の紫外域材料を用いる場合は、紫外光を照射することが好ましいが、可視光をも利用しうるようにするために、増感剤を作用極に吸着させるか、及び/又は前記電子供与体の溶液または懸濁溶液からなる液相媒体中に、これら増感剤を共存させることが好ましい。【0060】増感剤としては、有機、無機の色素増感剤が一般に用いられる。ルテニウム、イリジウムなどとポリピリジンなどとの種々の金属錯体が増感剤として良好な結果を与える。ビス又はトリス(ビピリジン誘導体配位子)ルテニウム錯体は、後記実施例に示すように活性が高く好ましく、またフェナントロリンやターピリジンのRu錯体も好ましい結果を与える。色々な金属イオンやポルフィリンやフタロシアニンあるいはそれらの誘導体及びこれらの金属錯体を用いることができる。色々なバイオマスに含まれる天然の色素も効果的である。本発明の光物理化学電池の作動温度は、通常室温でよいが、一般には-40~300°Cの範囲が選択され、さらには、-20~100°Cの範囲がより良好な結果を与える。バイオ光化学セルおよびモジュールにより電力を発生させて利用することが目的の場合には、参照電極を用いずに、光アノードと酸素還元カソードの2極系で光化学反応を行わせることが望ましい。分析などへの応用のためには、用いる電子供与性化合物が発生する光電流の値をその電子供与性化合物に関わる情報として利用するので、安定な光電流が得られる工夫をすることが望ましい。そのために、光アノードと酸素還元カソードに加えて参照電極を3本目の電極として挿入し、その参照電極に対して固定した電圧を光アノードに印加することにより、安定なかつ大きな光電流を発生させることが可能である。ほか、フェリ/フェロシアン化鉄のように、予め電位を決定した金属や金属錯体などの電極を参照電極として用いることができる。【0063】以下、実施例をあげて本発明を具体的に説明するが、本発明の技術的範囲がこれに限定されるものではない。【実施例1】【0064】し尿の主成分である尿素は自然界に存在するウレアーゼの作用により速やかにアンモニアに変わるので、し尿処理のモデルとして、アンモニアの光分解浄化を行った。薄層単位セル(図1)において、有効電極面積4cm×4cm、液層厚さ0.25cmのセルを、ナノスケ-ル超多孔質二酸化チタン半導体薄膜(約10μm厚さ)被覆のフッ素ド-プ電導性電極(FTO)作用極(5cm×5cm)と、白金薄膜被覆FTO対極(5cm×5cm)、及びネオプレンゴムスペーサー(厚さ2.5mm)から作製した。この単位セルの液層に、1.7Mアンモニア水溶液4mlを入れ、空気を該液体に吹き込みながら太陽光照射と近い条件になるように、500Wキセノンランプにより白色光強度100mWcm-2でアノード側から光照射し、ガスクロマトグラフで発生窒素を定量することによりアンモニアの分解率を調べたところ、9時間で92%分解無害化して同時に電力を発生し、アンモニアからみた電力へのエネルギー変換効率は約40%であった。反応初期と9時間後の発電特性は表1のようになった。(FF)は、実際のI-V特性曲線とX-軸及びY-軸で囲まれる面積(Wreal、すなわち実際の出力電力)を、光起電力がゼロすなわち回路を短絡したときの光電流(Jsc)と、開回路のときの光起電力(Voc)で囲まれる面積(Wideal=JscxVocで、理想的な場合の出力電力)を除した値(=Wreal/Wideal)である。曲線因子は吹き込んだ時と同等であったが、数分後にはこれらの値は著しく低下し、空気吹き込みの効果は顕著であった。【表1】【実施例2】【0065】実施例1において、アンモニア水の代わりに0.5Mグリシン水溶液を用い、さらに電解質として0.1Mの硫酸ナトリウムを添加し、実施例1と同様に光反応を行った。空気吹き込み有り無しの発電I(光電流)-V(光起電力)特性の比較により、空気吹き込みにより発電特性は向上し、かつ著しく安定な特性を与えた。【実施例3】【0066】カーボン紙/白金—炭素触媒/ナフィオンカチオン交換体膜/白金—炭素触媒/カーボン紙からなる複合体とステンレスステイール網からなるカソードを用い、これを3mm厚さのネオプレンゴムスペーサーを挟んでFTO/TiO2薄膜アノードと組み合わせてバイオ光化学セルを作製し、カソ-ドの液相と接する面の反対側は空気相とした。0.5Mグリシン水溶液に0.1Mの硫酸ナトリウムを添加した溶液4mlをセル内に入れ、100mWcm-2の強度の白色光を照射し、I-V特性を測定した。0.57が得られ、グリシンの電力へのエネルギー変換効率は50%に達した。【実施例4】【0067】薄層単位セル(図1)において、セル大きさを2cm×2cm(以下かっこ内は有効電極面積;1cm×1cm)から3cm×3cm(2cm×2cm)、5cm×5cm(4cm×4cm)、6cm×6cm(5cm×5cm)、10cm×10cm(9cm×7cm)、さらには20cm×20cm(19cm×16cm)へと大きくして、ナノスケ-ル超多孔質二酸化チタン半導体薄膜(約10μm厚さ)被覆のフッ素ド-プ電導性電極(FTO)アノードと、白金薄膜被覆FTOカソード、及びネオプレンゴムスペーサー(厚さ2.5mm)から作製した。0.5Mグリシン水溶液に0.1Mの硫酸ナトリウムを添加した溶液4mlをセル内に入れ、空気を吹き込みながら100mWcm-2の強度の白色光を照射した。2cm×2cmセルから10cm×10cmセルまでは紫外光強度が疑似太陽光で白色光強度が100mWcm-2の時8.3mWcm-2になるようにし、20cm×20cmセルでは紫外光強度は3mWcm-2であった。I-V特性を測定し、得られたパラメータを表2に示した。同じ紫外光強度では大きさによらず同等の特性となり、これらから、モジュールを作製する単位となるサブモジュールとして、1cm×1cmないし10cm×10cmないし20cm×20cm程度のバイオ光化学セルを用いることができる。【表2】【実施例5】【0068】MnO2をPtの代わりに酸素還元触媒としてカソードで用いた。0.3gMnO2と0.3g活性炭を乳鉢でよく混合し、5wt%ナフィオンカチオン交換体アルコール溶液20μl中に懸濁させて1X1cm2のカーボン紙上にのせ、これを30wt%NaOH水溶液中、40°Cで17時間処理した。これに銀ペーストを用いて銅線を附し、カソード電極とした。0.37と、Pt触媒と同等な特性を得た。【実施例6】【0069】実施例5において、0.1Mグリシン水溶液を用いて、実施例5と同様に光反応を行い、MnO2のターンオーバー数が6.5時間で3.0となり、触媒として作用していることを確認した。【図面の簡単な説明】【0070】【図1】本発明の実施例によるバイオ光化学セルの構成と構造を示す斜視図及び正面図である。【図2】本発明バイオ光化学セル作動原理を示す図である。