表面に酸化還元酵素が存在する陽極1と陰極2とを、プロトン伝導体3を介して対向配置する。外部から電力を入力することにより、陽極1では水を分解してプロトンを発生させ、陰極2では陽極1で発生したプロトンと二酸化炭素とから有機酸や炭水化物を生成する。5から陰極2に高濃度の二酸化炭素を供給すると共に、陽極1で生成した酸素及び陰極2で生成した有機酸又は炭化水素を、それぞれ酸素除去部4及び生成物回収部6を介して、反応系から取り除く。CN102985598。