Development of a method for isolating high-purity boron by molten salt electrolysis
| Project/Area Number |
19K23582
|
|---|
| Research Category |
Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
|
| Allocation Type | Multi-year Fund |
|---|
| Review Section |
0401:Materials engineering, chemical engineering, and related fields
|
|---|
| Research Institution | National Institute of Advanced Industrial Science and Technology |
|---|
Principal Investigator |
Katasho Yumi 国立研究開発法人産業技術総合研究所, ゼロエミッション国際共同研究センター, 研究員 (50849841)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2019-08-30 – 2021-03-31
|
| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2020)
|
| Budget Amount *help |
¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
|
|---|
| Keywords | 溶融塩電解 / ホウ素 / ホウ素化合物 / 塩化物浴 / 電解還元挙動 / 単体分離 |
|---|
| Outline of Research at the Start |
高純度ホウ素は、半導体産業におけるドーパント材等として重要な原料であるが、現在は引火性や爆発性が高いジボラン(B2H6)を経由する方法で作製されており、より安全で安価な製造プロセスが求められている。
本研究では、B2O3を原料とした溶融塩電解による単体ホウ素の合成を試みる。ただ、溶融塩中でのホウ素の挙動には未解明な点が多いことから、まずは、酸化物還元の研究例が多い塩化物浴を中心にB2O3の溶解挙動を解明する。次に、ホウ素イオンの電気化学還元挙動の解明、熱力学計算による妥当性評価および熱力学量推測を行う。これらの研究により、より安全な高純度ホウ素の新規製造プロセスの確立を行う。
|
| Outline of Final Research Achievements |
The electrochemical reduction behavior of boron in a molten NaCl-CaCl2-CaO-B2O3 bath at 1123 K was investigated for the production process of elemental boron using the molten salt electrolysis method. Potentiostatic electrolysis was carried out at various potentials on Mo or Ni plates. CaB6 was formed at potentials more negative than -0.8 V in the case of Mo plates and at potentials more negative than -1.2 V in the case of Ni plates. For both Mo and Ni plates, borides (MoB, Ni3B, etc.) were formed on the surface of the plate after electrolysis.
|
| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
本研究により、Caを含有した溶融塩浴では、CaB6が生じ、製品の純度を下げるリスクがあることから、高純度の単体ホウ素を得ることが難しいということが分かった。一方、本方法を用いると貴な電位では金属表面をホウ化できること、卑な電位ではCaB6の生成が可能であることが分かり、これらの反応は、ホウ素生産以外の分野への応用が期待される。溶融塩電解法で単体ホウ素を得るためには、Caを含まない浴を用い、ホウ化が生じないような電極材料を用いることが理想的であると考えられる。
|
Report
(2 results)
Research Products
(1 results)
