| 研究課題/領域番号 |
15K14191
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| 研究機関 | 愛媛大学 |
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研究代表者 |
佐々木 秀顕 愛媛大学, 理工学研究科(工学系), 講師 (10581746)
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| 研究分担者 |
前田 正史 東京大学, 生産技術研究所, 教授 (70143386)
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| 研究期間 (年度) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| キーワード | 電気分解 |
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| 研究実績の概要 |
本年度は前年度に引き続き，チタンを含有した酸化物溶体を利用した電解を目指した．比較的低融点となる系を選択し，酸化チタンへのアルカリ金属酸化物の添加を基本方針とした．エリンガム図からも示唆されるとおり，熱力学的な観点からK2O や Na2O は TiO2 よりも優先的に還元されると予想される．一方，Li2O は TiO2 よりも還元されにくく，かつ融点を下げることが可能なので Li2O-TiO2 系に焦点をあて，擬二元系において 1100度で溶融状態となる組成で電気化学試験を行った．また，Al2O3 を添加した溶体を電解浴とする試験を実施した．
電気化学測定は，擬参照電極を用いた三電極法を用いた．擬参照電極の材質としては，酸化物融体に溶け込みにくい貴金属を利用した．また，容器にグラファイトるつぼを用いて対極とする電解方式と，容器に MgO を用いて MgO 飽和状態とした Li2O-TiO2-MgO 溶体を電解浴とする電解方式について検討を行った．作用電極は，実験温度よりも融点が高い金属のうち，チタンと合金を形成するものから選択し，板状に成形して用いた．
サイクリックボルタンメトリーを行い，低い電位においてカソード電流が流れることを確認したのち，一定時間保持することにより電極反応の生成物を調べたが，反応後の電極上にチタンは確認されなかった．研究代表者らによる過去の研究においては，SiO2-Li2O 系融体の電解でケイ素の還元を確認しているが，チタンは同様には還元されない．この一因としては，チタンイオンが電解浴中で複数の価数を取りうることが考えられ，電位と価数の関係について詳細な調査が必要である．
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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
研究代表者が所属機関を変更し，研究環境および実験設備を新たに整備する必要があった．2016年度の前半は高温装置の立ち上げを行うとともに，薬品類を用いた実験環境を整えるのに費やしたため，計画に遅れが生じた．
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| 今後の研究の推進方策 |
多元系の溶体の電解浴を視野に入れ，効果的に還元を進行させる電解条件を探索する．とくに，試験温度における流動性や，電位条件の影響を調査する．また，還元されたイオンの価数と電位の関係について調査するとともに，イオンの制御方法について探索する．
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| 次年度使用額が生じた理由 |
所属機関の変更により，当初計画していた電解試験を行うための装置準備に時間を要した．このため，実験回数が少なくなった．
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| 次年度使用額の使用計画 |
28年度に研究装置を整備できたため，予定していた研究を29年度に加速して進める．
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