본 발명은 캐소드; 상기 캐소드와 대향하여 이격 배치된 애노드; 상기 캐소드와 애노드 사이에 개재된 이온교환막; 상기 캐소드와 이온교환막 사이에 위치하는 제1전해액 공급 스페이서; 및 상기 애노드와 이온교환막 사이에 위치하는 제2전해액 공급 스페이서;를 포함하며, 상기 캐소드는 금속 나노클러스터 촉매를 포함하는 기체확산전극인, 이산화탄소 전환용 수계 일차전지 및 이를 이용하는 이산화탄소 전환방법에 관한 것으로, 이온 크로스오버(crossover)를 방지하고, 전지의 저항을 최소화함에 따라, 이산화탄소 전환 효율을 현저하게 향상시킬 수 있다.