| Project/Area Number |
20K12236
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 64030:Environmental materials and recycle technology-related
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| Research Institution | Yokohama National University |
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Principal Investigator |
山本 勲 横浜国立大学, 大学院工学研究院, 名誉教授 (40242383)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
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| Keywords | 磁気濃縮 / 希土類イオン / マッハツェンダー干渉計 / ハルバッハ配列磁石 / 磁場効果 / 磁気力 / リサイクル / 高勾配磁場 / 磁気力効果 / 濃縮 / 回収 |
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| Outline of Research at the Start |
貴重な資源である希土類金属を効率的にリサイクルするために、磁気的に水溶液中の磁性イオンを濃縮・分離する技術を確立する。磁性イオンにかかる磁気力は磁場と磁場勾配の積である磁気力場に比例し、これまで10 T級の超伝導磁石による強磁場を用いた研究でも、大きな効果は得られていなかった。本研究では、ネオジム永久磁石に狭いギャップを設定することで強い磁場勾配を発生させる。その磁気力場を10万 T^2/mに増加させることにより、希土類イオンの駆動力を従来より2桁増加させる。これまでにない分離濃縮を実現する。希土類の種類に特有の磁化率に応じた分離濃縮の短時間化と高効率化をはかる。
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| Outline of Annual Research Achievements |
2023年度は2022年度までの研究成果をまとめ、点検した。水溶液中の希土類イオン1個にかかる磁気力の大きさと、巨視的な熱力学的平衡状態からディスプロシウムイオンとガドリニウムイオンそれぞれの挙動を考察した。ハルバッハ配列磁石の磁気力分布やいくつかの仮定にしたがって濃縮挙動をモデル化した。これらの結果を国際会議で発表したとともに、論文化に向けた準備を行った。
研究成果をまとめ、宮崎県で2023年12月に開催された磁場効果に関する国際会議「9th International Workshop on Materials Analusis and Processing in Magnetic Fields, MAP9」において英語口頭講演「Magnetic Condensation of Rare Earth Ions」を行った。
希土類イオン濃縮のメカニズムに関するモデルを立案し、考察を深め、論文執筆を準備した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
予定した実験はすでに全て完了し、得られた成果を国際会議で発表した。一方で磁気濃縮挙動において観測された振動的濃縮挙動のメカニズムが未だに不明であり、そのモデル化やシミュレーションが十分とは言えず、論文化に至っていない。
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| Strategy for Future Research Activity |
本研究ではディスプロシウムとガドリニウム、それぞれのイオンの磁気濃縮を観測し、メカニズムの定性的な理解は得られた。さらに定量的な理解を深め、学会発表や英語論文として成果を公表する。
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