| 研究課題/領域番号 |
19K12395
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分64030:環境材料およびリサイクル技術関連
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| 研究機関 | 弘前大学 |
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研究代表者 |
官 国清 弘前大学, 地域戦略研究所, 教授 (90573618)
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| 研究分担者 |
吉田 曉弘 弘前大学, 地域戦略研究所, 准教授 (30514434)
阿布 里提 弘前大学, 理工学研究科, 教授 (70565374)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| キーワード | 電気活性膜 / リチウムイオン分離回収 / 電気化学的に制御できるイオン交換分離プロセス / 選択性透過膜 / 自己電気エネルギー回収 / 吸着容量 / 脱着 / 分離機構 |
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| 研究成果の概要 |
本研究では、多イオン共存条件の下、高リチウムイオン選択性を有する電気活性膜を創生し、電気化学的に制御できるイオン交換分離プロセスに応用した。特に、高リチウムイオン選択性を有するλ-MnO2、還元型酸化グラフェン（rGO）及びアルギン酸カルシュム（Ca-alg）で構成されるスケーラブルなλ-MnO2/rGO/Ca-alg 三次元多孔質複合膜は優れたリチウムイオン選択性を示し、吸着容量は32.7mg・g-1に達した。また、自己電気エネルギー回収を備えたリチウムイオン分離回収システムを構築し、低いエネルギー消費でLiClを選択的に分離できることが実証された。
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| 自由記述の分野 |
化学工学
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
海水等溶液中の希薄なリチウムイオンの選択分離に対する新たな分離理論の構築、材料設計及びプロセス開発が必要である。本研究では、多イオン共存条件の下、高リチウムイオン選択性透過膜の創製を中心にし、新規電気活性イオン選択透過膜の合成方法を探索した。その同時に、Li-と伴う非金属イオン（特にBr-とCl-）を選択的に分離できる電気活性膜も合成し、Li-イオンと非金属イオン同時に選択的に分離できる省エネルギーの電気活性イオン選択分離システムを構築した。得られた研究成果は、Li+の分離回収に大きく貢献できるものと考えられる。また、Li+以外の様々な有価金属イオンの分離・濃縮を実現するための糸口ともなる。
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