| Project/Area Number |
22K18885
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Medium-sized Section 26:Materials engineering and related fields
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
Kitada Atsushi 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 准教授 (30636254)
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| Project Period (FY) |
2022-06-30 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥6,370,000 (Direct Cost: ¥4,900,000、Indirect Cost: ¥1,470,000)
Fiscal Year 2023: ¥3,120,000 (Direct Cost: ¥2,400,000、Indirect Cost: ¥720,000)
Fiscal Year 2022: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000)
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| Keywords | 金属電析 / グライム / スカンジウム / 濃厚塩化カルシウム水溶液 / 分離回収 / 銀 / スズ / 金属回収 / 電解液 / 常温電析 / 非水系金属電析 |
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| Outline of Research at the Start |
有価金属の回収とリサイクルが叫ばれているが、一方で鉱石などの原料から有価金属を生産するコストが高いものがある。本研究では生産コスト削減のための方法として、非水系金属電析の可能性を検討する。具体的には常温アルミニウム電析の経験をもつグライム系電解液をベースとして、アルミニウムとの合金を含むスカンジウムの電析挙動について調査する。塩化物系を中心に、塩の溶解度や電解液物性、電気化学挙動を明らかにした上で、電解液を電析試験に供する。
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| Outline of Final Research Achievements |
We made a challenge toward the electrodeposition of scandium using non-aqueous solvents. We focused on glymes, which are safe and inexpensive solvents. The solubility of scandium chloride was found to be about 0.3 mol/L. Small reduction currents were observed in the electrochemical measurements that appeared to correspond to scandium deposition, but steady, large currents were not obtained. Further studies on bulk deposition of scandium metal are needed.
Another general problem in metal electrodeposition is the wastewater treatment and the mutual separation/recovery of metal components from the waste bath. As a case study, a new tin-silver alloy electrodeposition bath based on a concentrated calcium chloride solution was designed and selective recovery of metal components was successfully achieved.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
金属スカンジウムはアルミニウムに少量添加することで機械的強度や溶接性を飛躍的に高めることのできる大変有用な金属である。しかし現状の金属生産方法は高温乾式プロセスに限られ、中低温での湿式プロセスについての検討はほぼなされていなかったため、溶解度や電気化学特性に関する基礎データを収集できたことの学術的意義は大きい。
新しい電解液を考える上では、SDGsを念頭に置いた、配位子の分解を必要としない、より簡便かつ省エネルギーな廃液処理および有価金属回収に資する浴設計も必要である。この点で、濃厚塩化カルシウム水溶液をベースとするめっき液において分離回収が可能であることを示せたことは社会的に意義がある。
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