Ambient-temperature electrodeposition of metallic scandium using glyme solutions

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 22K18885
• Research Category: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Medium-sized Section 26:Materials engineering and related fields
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: Kitada Atsushi 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 准教授 (30636254)
• Project Period (FY): 2022-06-30 – 2024-03-31
• Keywords: 金属電析 / グライム / スカンジウム / 濃厚塩化カルシウム水溶液 / 分離回収 / 銀 / スズ

Outline of Final Research Achievements

We made a challenge toward the electrodeposition of scandium using non-aqueous solvents. We focused on glymes, which are safe and inexpensive solvents. The solubility of scandium chloride was found to be about 0.3 mol/L. Small reduction currents were observed in the electrochemical measurements that appeared to correspond to scandium deposition, but steady, large currents were not obtained. Further studies on bulk deposition of scandium metal are needed.
Another general problem in metal electrodeposition is the wastewater treatment and the mutual separation/recovery of metal components from the waste bath. As a case study, a new tin-silver alloy electrodeposition bath based on a concentrated calcium chloride solution was designed and selective recovery of metal components was successfully achieved.

Free Research Field

材料工学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

金属スカンジウムはアルミニウムに少量添加することで機械的強度や溶接性を飛躍的に高めることのできる大変有用な金属である。しかし現状の金属生産方法は高温乾式プロセスに限られ、中低温での湿式プロセスについての検討はほぼなされていなかったため、溶解度や電気化学特性に関する基礎データを収集できたことの学術的意義は大きい。
新しい電解液を考える上では、SDGsを念頭に置いた、配位子の分解を必要としない、より簡便かつ省エネルギーな廃液処理および有価金属回収に資する浴設計も必要である。この点で、濃厚塩化カルシウム水溶液をベースとするめっき液において分離回収が可能であることを示せたことは社会的に意義がある。