| Project/Area Number |
19K23582
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
0401:Materials engineering, chemical engineering, and related fields
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| Research Institution | National Institute of Advanced Industrial Science and Technology |
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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)
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| Project Period (FY) |
2019-08-30 – 2021-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2020)
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| 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)
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| 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 |
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| 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。
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| 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 -2.37 V in the case of Mo plates and at potentials more negative than -2.77 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. In this study, the formation of elemental boron was not confirmed.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
本研究では、単体ホウ素の生成は確認されなかった。一方、溶融塩を用いた電極表面のホウ化に関しては、電位を制御することによりCa2+を含む浴中でもCaB6を生成することなく金属表面のホウ化できる可能性が示された。これまで溶融塩を用いた電極表面のホウ化処理では、Ca2+を含む浴の使用はCaB6の生成が生じることから避けられていたが、本研究により電位を制御すればCa2+を含む浴でもホウ化処理に使用できることが分かった。
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