2000 Fiscal Year Annual Research Report
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12555204
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
佐藤 讓 東北大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (80108464)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
岡部 徹 東北大学, 素材工学研究所, 助手 (00280884)
斎藤 栄 足利工業大学, 工学部, 教授 (40134035)
山村 力 東北大学, 大学院・工学研究科, 教授 (80005363)
沼田 幸一 三井金属鉱業, 電池材料研究所, 主任研究員
才川 清二 旭テック, 技術開発室, 主任研究員
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| Keywords | 溶融塩 / 金属リチウム / 炭酸リチウム / 電解 / 隔壁 / 塩化リチウム / LiCl-KCl共晶塩 |
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| Research Abstract |
本研究の目的は、Li_2CO_3を原料として金属Liを効率よく製造するプロセスを確立することにある。この方法は高品質のAl-Li合金を溶融塩電解によって高い効率で製造した実績に基づくものである。金属Li製造における最大の問題は原料のLiClが高価なことである。本研究では、高純度・安価かつ取り扱い容易なLi_2CO_3を原料とするために安価なプロセスを実現できる。しかしLi_2CO_3はカソードに析出する金属Liと激しく反応する。そこで、LiCl-KCl共晶塩の電解浴中でアノードとカソードを多孔質隔壁で仕切り、Li_2CO_3をアノードのみに留める工夫を特徴とする。
本年度は、LiCl-KCl共晶塩中におけるカソードの挙動に焦点を絞り、電解実験を行った。この共晶塩中では金属Liと金属Kの析出が起こると考えられ、どちらが優勢であるかが問題となる。電解温度は400℃とし、電極にはタングステンを用いた。その結果、析出金属は殆どがリチウムであり、熱力学的検討の結果とよく一致した。電流効率に関しては、金属Liの密度が電解浴の約1/4と極端に小さく、浮上するために正確な評価は困難であったが、概ね90%以上の高い値となった。このようにカソード反応については初期の目的を達成した。これに引き続いて、隔壁でアノードを仕切り、Li_2CO_3と炭素質電極との反応性を検討する。Al-Li合金製造では700℃と高い温度のため、Li_2CO_3の溶解速度は十分に大きかったが、本研究では電解温度が低いため、これが大きな問題となる可能性が高い。これに対しては、電解浴の撹拌、アノード形状の工夫などによって解決できると考えている。
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[Publications] Z.Zheng: "Electrolytic Reduction Mechanism of LaCl_3, DyCl_3, SmCl_3 in a Molten Chlorides Bath"Proceedings of the Eighth China-Japan Bilateral Conference on Molten Salt Chemistry. 8. 100-103 (2000)
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[Publications] 前田直記: "KF-K2TiF6系電解浴中でのカソード挙動"第32回溶融塩化学討論会講演要旨集. 13. 156-161 (2000)
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[Publications] M.Mohamedi: "Electrochemical Study of the Surface Alloy Mechanism betweenY"Journal of Alloys and Compounds. 287. 91-97 (1999)
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[Publications] Y.Sato: "Viscosity of Li_2CO_3-K_2CO_3 and Li_2CO_3-Na_2CO_3 Binary Melts"熱物性. 13. 162-167 (1999)
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[Publications] M.Mohamedi: "Examination of niobium electrochemistry from the reduction of Nb_3Cl_8 in molten LiCl-KCl eutectic"Electrochimica Acta. 44. 1559-1565 (1999)
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[Publications] 佐藤讓: "Li_2CO_3をリチウム原料とするAl-Li合金の高効率電解製造"軽金属. 48. 138-142 (1998)
