超高温溶融塩中での電解による革新的な金属シリコン高効率製造プロセスの開発

• 研究課題/領域番号: 23K04463
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分26060:金属生産および資源生産関連
• 研究機関: 関西大学
• 研究代表者: 竹中 俊英 関西大学, 化学生命工学部, 教授 (60197324)
• 研究期間 (年度): 2023-04-01 – 2026-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2023年度)
• 配分額: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円); 2025年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円); 2024年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2023年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
• キーワード: Si / CaCl2 / 溶融塩電解 / 液体金属電析 / 太陽電池グレード

研究開始時の研究の概要

純度99%程度の金属Siの、効率的で環境負荷の小さい、革新的な製造プロセスの開発を目指す。さらに、太陽電池グレードの金属Siの直接製造プロセスへの展開をはかる。
研究では、シリコンの融点以上の温度でCaOを含む溶融CaCl2にSiO2を溶解し、金属Siを液体状態で電析させる。温度、電解電圧、浴組成が電析効率に及ぼす影響を詳しく検討する。これらの因子の影響は浴中に存在するケイ酸イオンの存在状態に関係しているものと考えており、これを学術的に検討する。さらに、金属Si電析物の純度に及ぼす諸因子の影響を検討して、高純度の金属Siを直接製造可能な電解条件を明らかにする。