2018 Fiscal Year Annual Research Report
Local structure and properties in multicomponent molten salts
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16K14443
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
早稲田 嘉夫 東北大学, 多元物質科学研究所, 名誉教授 (00006058)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
篠田 弘造 東北大学, 多元物質科学研究所, 准教授 (10311549)
助永 壮平 東北大学, 多元物質科学研究所, 准教授 (20432859)
柴田 浩幸 東北大学, 多元物質科学研究所, 教授 (50250824)
打越 雅仁 東北大学, 多元物質科学研究所, 准教授 (60447191)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 溶融塩 / 局所構造 / 金属の電解回収 / X線吸収分光 / 核磁気共鳴 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、高融点金属を廃棄物から比較的低温条件で回収可能と期待される溶融塩電解の実用化を目指して、使用済みコンデンサからのタンタル(Ta)回収を想定した実験を通じて、溶融塩構造の理解と効率的電解条件探索の指針を得ることを目指している。Taを溶解する支持塩としてアルカリ金属Li, Na, Kの共晶三元組成のフッ化物塩（FLINAK）をベースに、一部塩化物に置き換えた混合ハライド塩を導入し、低温電解と平滑金属回収実現を図る。この目標達成には、各元素原子周囲の原子レベルでの環境構造、またその溶融塩組成や温度条件等との関連の解明が欠かせない。本研究では、Taを中心とした環境構造についてはX線吸収分光、アルカリ金属およびハロゲンを中心とした環境構造については核磁気共鳴を適用して相補的に構造解析を進める。ただし核磁気共鳴実験においては高温溶融状態ではなく、溶融後冷却・固化させた試料への適用に限定される。今年度は最終年度として、試料中の局所構造情報の総合的解釈推進、およびいくつかの溶融塩電解実験を通じた構造と電析物形態との関連調査であった。放射光を利用した高温での溶融状態におけるその場測定により、融点に近い比較的低温と650℃以上の高温では異なることを示す結果を得ている。また低温での構造はそれ以上昇温しない場合と十分高温まで一度昇温保持した場合で異なっていた。電解実験においても、低温での電解時に一度十分高温で溶融状態を保持することにより良好な電着物を得るという結果が得られ、高温での溶融物構造を経ることが重要であると結論付けられた。
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