2021 Fiscal Year Annual Research Report
Innovative production process of Ti and Si by electrolysis in molten CaCl2 at high temperature
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18H01763
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| Research Institution | Kansai University |
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Principal Investigator |
竹中 俊英 関西大学, 化学生命工学部, 教授 (60197324)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
森重 大樹 関西大学, 化学生命工学部, 准教授 (30530076)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | シリコン / チタン / アルミニウム / 溶融塩電解 / 塩化カルシウム |
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| Outline of Annual Research Achievements |
2020年度までの研究成果から，TiO2とCaOを添加した溶融CaCl2中での金属Tiの電析が可能な条件は非常に限定され，いわゆるシャトル反応が主な原因であることを明らかにした．2021年度はシャトル反応の抑制を目的に，大電流電解を行う方法を検討したが，十分な結果は得られなかった．このような条件ではCa金属が電析してしまい，これが金属霧として浴中に分散してしまうことが原因と考えている．
ケイ酸カルシウムを添加した溶融CaCl2中での金属Si電析について，2020年度までの研究から CaO/SiO2モル比が2の場合に比較的良好な電解が行えること，電析電位を卑にしすぎるとCa-Si合金の析出が見られ電流効率が急激に悪化することを明らかにした．2021年度は，1450℃の条件でより詳しい検討を行った．CaO/SiO2モル比が2以上の条件では電析電位を卑にした際の電流効率の急激な悪化が見られたが，モル比が2未満の条件ではこのような現象は見られなくなった．このことから，CaO/SiO2モル比を2未満に抑えることが，金属Si電析の条件として優れていると考えられる．金属SiはMoSi2陰極上に厚く電着したが，液体状態の金属Siを得ることはできなかった．より高い温度で電解を行うことにより金属Siを液体状態で得ることができれば，現状の電流効率30%程度を改善することにつながるものと考えている．
アルミン酸カルシウムを添加した溶融CaCl2中での金属Al電析について，2020年度までの結果から金属Alの電析が可能であり，電析用電極の材質が大きな課題であることを明らかにした．この課題を克服するため，2021年度はAl-Mo合金電極を自製して検討を行った．粉末冶金的な手法で作成した合金では十分な電極特性が得られなかったが，アーク溶解法で作成した合金電極により電解が可能であることを明らかにした．
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| Research Progress Status |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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Research Products
(5 results)
