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2019 年度 実績報告書

溶融塩電解を用いる革新的貴金属回収プロセスの開発

研究課題

研究課題/領域番号 18K14037
研究機関東京大学

研究代表者

大内 隆成  東京大学, 生産技術研究所, 助教 (50555290)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2020-03-31
キーワード貴金属 / リサイクル / 乾式プロセス / 溶融塩 / 電気化学
研究実績の概要

金や白金族金属は、希少性が高く化学的性質に優れることから、宝飾品や貨幣、投資目的の地金の他、電子機器の接点や様々な反応の触媒として使用される。これらの貴金属の需要は、我々の生活水準の向上、クリーンテクノロジーの導入に伴い、益々増加すると予想される。一方で、これらの貴金属の天然資源は、南アフリカやロシアなど限られた地域に偏在しており、我が国の安定的な資源供給のためには、使用済みの電子機器や自動車排ガス触媒のスクラップからのリサイクルプロセスの開発が極めて重要である。
貴金属は化学的に安定である(イオン化エネルギーが大きい)ため、そのリサイクルプロセスにおいて水溶液中へ溶解するには、強力な酸化剤(イオン化剤)を要する。さらに、貴金属は水溶液中での化学的性質が類似しているため、その相互分離には多段かつ複雑な工程が必要である。そのため、貴金属の分離・回収には、強力な酸を含む有害廃液を多量に発生するという問題がある。従って、貴金属のリサイクルにおいては、簡便で有害廃液の低減を可能とする革新的プロセス設計が求められている。こうした現状を踏まえ、本研究では、イオン化する工程を湿式(室温の水溶液系)から乾式(高温の溶融塩系)へ変更し、簡便で有害廃液の発生のない、効率性と環境調和性を兼備した新規リサイクルプロセスの開発に取り組んだ。はじめに、電気化学的に貴金属の溶融塩への溶解現象を解析するためのセルの設計・構築を行った。そのセルを用いて、PtおよびAuについて溶融塩への溶解・析出現象を電気化学的に解析することに成功した。また、多数の元素を含むAu合金から、溶融塩中にAuを高速に選択抽出し、一工程で高純度のAuを析出回収するプロセスを開発した。本プロセスは廃液を一切排出せず、またイオン化剤を消費しないため、貴金属リサイクルプロセスに有効であると期待される。

  • 研究成果

    (3件)

すべて 2020 2019

すべて 学会発表 (3件) (うち国際学会 1件、 招待講演 2件)

  • [学会発表] 電気化学を用いた高効率エネルギー利用と資源循環への挑戦2020

    • 著者名/発表者名
      大内隆成
    • 学会等名
      日本実験力学会 マテリアル反応工学分科会 主催 日本鉄鋼協会 環境・エネルギー・社会工学部会 グリーンエネルギーフォーラム 共催 2019 年度第1回講演会「持続可能な社会を目指した材料設計・プロセスの新展開」
    • 招待講演
  • [学会発表] Development of a New Electrodeposition Process based on Liquid Metal Electrochemical Technologies in Molten Salt Electrolytes2020

    • 著者名/発表者名
      Takanari Ouchi, Shuang Wu, and Toru H. Okabe
    • 学会等名
      TMS2020, 149th Annual Meeting and Exhibition
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Electrodeposition of Gold in Molten Mixture of Sodium Chloride and Sodium Iodide2019

    • 著者名/発表者名
      Shuang Wu, Takanari Ouchi, Toru H. Okabe
    • 学会等名
      資源・素材学会 関東支部 第16回「資源・素材・環境」技術と研究の交流会

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公開日: 2021-01-27  

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