| 研究課題/領域番号 |
23K23097
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| 補助金の研究課題番号 |
22H01829 (2022-2023)
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 基金 (2024)
補助金 (2022-2023) |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分26050:材料加工および組織制御関連
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
三宅 正男 京都大学, エネルギー科学研究科, 教授 (60361648)
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| 研究分担者 |
池之上 卓己 京都大学, エネルギー科学研究科, 助教 (00633538)
平藤 哲司 京都大学, エネルギー科学研究科, 教授 (70208833)
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| 研究期間 (年度) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2024年度)
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| 配分額 *注記 |
17,550千円 (直接経費: 13,500千円、間接経費: 4,050千円)
2024年度: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2023年度: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2022年度: 8,580千円 (直接経費: 6,600千円、間接経費: 1,980千円)
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| キーワード | 電析 / イオン液体 / 電気めっき / めっき / 非水溶媒 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
アルミニウム (Al) の製膜法として、有機溶媒やイオン液体などの非水溶媒浴を用いた常温付近での電析法（電気めっき法）の開発を行う。本研究では、特に、大気開放に近い環境下において Al の電析を可能とする電析浴の開発を目指す。大気中の酸素および水分が Al の電析を阻害する根本的な反応メカニズムを追究するとともに、その回避に必要な浴成分の特性を明らかにすることで、大気下でも安定的な Al 電析を可能とする技術を開発を目指す。これにより、低コストでのAl電析が実現することが期待される。
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| 研究実績の概要 |
アルミニウム (Al) の低コスト製膜法として、有機溶媒やイオン液体などの非水溶媒浴を用いた常温付近での電析法（電気めっき法）が精力的に研究されている。従来の Al 電析浴は、強い吸湿性を持つなどの理由から、大気中で扱うことができない。このため、これまで Al 電析は、グローブボックス等を用い、不活性ガス雰囲気の密閉系内で行われてきた。しかし、このような密閉系での操業は、生産性が低く、高コストに直結するため、Al 電析プロセスの工業化の障害となっている。そこで本研究では、大気開放に近い環境下で良好な Al 電析膜を得ることができる電析浴系の開発を目的とし、様々な電解液を用い、乾燥空気中でのAl電析挙動を調べた。
現在の Al 電析においては、イミダゾリウム塩-塩化アルミニウムイオン液体（EMIC-AlCl3 イオン液体）電解液が最も広く用いられているが、EMICは非常に高価であり、酸素存在下で用いると、分解反応が生じてしまう。これに代わるカチオン源として、安価な低分子量のアルキルアミン塩酸塩を検討した。第一級および第二級アルキルアミン塩酸塩を用いた場合でも、Al電析は可能であり、乾燥空気中でのAl電析も可能であることが確かめられた。
一方、近年、充放電可能な水系Al電池の開発が数件、海外の研究グループから報告されている。彼らの報告は、水系電解液からのAl電析の実現を示唆するものである。しかし、彼らの結果の再現を試みても、Al電析を示す証拠は得られなかった。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
酸素存在下でのAl電析を実現する電解液系を見つけることができたが、水分が存在する環境下でAl電析を実現する電解液系を見いだせていない。
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| 今後の研究の推進方策 |
水分が存在する環境下でAl電析を実現する電解液系を見出すべく、AlCl3以外のAl塩を用いた場合のAlイオンの電気化学的挙動を探索する。
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