酸化チタンの電気化学的還元によるチタン板および合金の新規製造方法の開発

2015 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 15K14191
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 佐々木 秀顕 東京大学, 生産技術研究所, 助教 (10581746)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 前田 正史 東京大学, 生産技術研究所, 教授 (70143386)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2018-03-31
• Keywords: 電気分解

Outline of Annual Research Achievements

本年度は，高温の酸化物融体を電解浴とし，そこにイオンとして含まれるチタンの電気化学的挙動を観察するための測定システムを作製した．まず，チタンを高濃度に含む酸化物混合物が1100度程度で溶融可能となるように，電解浴組成（添加する化合物の種類および量）について検討した．酸化チタンに添加する化合物としては，電気化学的に安定な塩基性酸化物を中心に適するものを探索し，高温での挙動を文献および実験により調査した．つづいて，チタン含有酸化物融体を保持するための容器材質を選定した．容器は電解浴とする溶融酸化物に溶け込まない材質を必要とするが，ここでは電解浴を特定の酸化物が飽和した系と見なせる組成となるようにし，飽和状態にある酸化物を用いて保持する方針を見出した．選定した容器に電解浴原料となる酸化物を装填して加熱する予備試験を実施し，液体状態で保持可能であることを確認した．
つづいて，高温実験系を電気化学測定装置と組み合わせ，作用電極，対極および擬似参照電極を溶融酸化物に浸漬する三電極系の測定システムを作製した．作用電極の材質の選択肢としては，合金化が起こりにくい金属を用いることにより金属チタンを還元析出させる方針が考えられるが，チタンと容易に合金化する金属を用いることも可能である．複数種類の電極基板を用いて分極試験に着手し，電極上の還元反応が電流値として観察可能であることが確認された．今後検討する課題として，チタンのイオンが複数種類の価数を取り得ることや，電極基板として用いる金属が還元剤となりうることを考慮し，反応を解析する必要がある．

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

適切な順序で電解浴組成の検討および装置の開発を進めており，現在までおおむね順調に進展している．

Strategy for Future Research Activity

酸化物融体に含まれる遷移金属の電気化学的挙動を捉えるために，融体中に含まれるイオンの価数を外部から積極的に制御する方針を検討する．

Causes of Carryover

平成27年度は，現有の実験装置を用いた予備試験に時間を費やしたため，次年度使用額が生じた．

Expenditure Plan for Carryover Budget

平成28年度においては，予備試験の知見をもとに設計した本研究専用の高温装置等を新たに作製する予定である．また，研究代表者の所属機関変更に伴い，新たな実験設備を購入する必要がある．