2001 Fiscal Year Annual Research Report
溶融塩を反応媒体としたアンヒドラス合成プロセスの確立
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11450327
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| Research Institution | KYOTO UNIVERSITY |
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Principal Investigator |
伊藤 靖彦 京都大学, エネルギー科学研究科, 教授 (20026066)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
野平 俊之 京都大学, エネルギー科学研究科, 助手 (00303876)
後藤 琢也 京都大学, エネルギー科学研究科, 助手 (60296754)
萩原 理加 京都大学, エネルギー科学研究科, 助教授 (30237911)
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| Keywords | 溶融塩 / アンヒドラス / 材料合成プロセス / 電気化学 / 脱水精製 / 常温溶融塩 |
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| Research Abstract |
本研究は、溶融塩を用いた材料合成に必要な、溶融塩の精製、生成物の分離・回収操作等のプロセスを一貫したものとして発展させたアンヒドラス合成プロセスを確立することを目的としている。平成13年度は、前年度までの研究で確立した「従来の電解セルを1/2以下にスケールダウンし、塩の使用量を約1/10に押さえる方法」を用いて種々の材料形成や新規な溶融塩の合成を行った。まず、予備電解により脱水精製した溶融LiCl-KCl-DyCl_3中で、Niをカソードとして定電位電解を行うと、DyNi_2合金が2時間で60μm形成することが分かった。また、溶融LiCl-KCl-SmCl_3系でNiをカソードとして定電位電解を行うと、SmNi_2合金が1時間で20□m形成することも分かった。ここでは、形成合金表面の溶融塩を除去するための溶媒として、エチレングリコールが優れていることが見出された。さらに、特定の電解条件の場合に電極表面に形成するDyOCl等は、1M程度の塩酸で処理することにより、除去可能であることも見出された。さらに、従来の温度では不可能である材料の合成を行うため、新しい中温もしくは常温溶融塩の探索と合成を行った。中温域では、LiBr-KBr-CsBr系が融点約230℃と、溶融アルカリハライド系の中では非常に低融点であることを明らかにした。また、この溶融塩中へLiHを添加した系においては、ハイドライドイン(H^-)が存在すること、および、その電極反応を利用して金属の水素吸蔵特性が評価可能であることを見出した。常温溶融塩としては、前年度までに世界に先駆けて合成に成功したEMIF・2.3HFに関して、詳しい電気化学的検討を行った。その結果、電位窓が約3.2Vであり、導電率が25℃において100mS cm^<-1>であることが明らかとなった。この導電率は、25℃における常温溶融塩の中では、最も大きなものであり、キャパシタなどへの応用が可能であることを見出した。
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[Publications] T.Tsuda: "Electrodeposition of lanthanum in lanthanum chloride saturated AlCl_3-1-ethyl-3-methylimidazolium chloride molten salts"Electrochimica Acta. Vol.46. 1891-1897 (2001)
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[Publications] T.Iida: "Electrochemical formation of Sm-Ni alloy films in a molten LiCI-KCl-SmCl_3 system"Electrochimica Acta. Vol.46. 2537-2544 (2001)
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[Publications] H.Konishi: "Formation and Phase Control of Dy Alloy Films by Electrochemical Implantation and Displantation"J. Electrochem. Soc.. Vol.148. C506-C511 (2001)
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[Publications] R.Hagiwara: "A highly conductive room temperature molten fluoride : EMIF・2.3HF"J. Electrochem. Soc.. Vol.149. D1-D6 (2002)
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[Publications] K.Matsumoto: "Crystal structures of AgAF_6 (A=P, As, Sb, Nb, Ta) at ambient temperatures"Journal of Fluorine Chemistry. Vol.110. 117-122 (2001)
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[Publications] H.Qiao: "Electrochemical Behavior of Deuteride Ion in a LiF-NaF-KF Eutectic Melt"Electrochemistry. Vol.70. 122-125 (2002)
