| 研究課題/領域番号 |
24560906
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| 研究機関 | 秋田大学 |
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研究代表者 |
田口 正美 秋田大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (90143073)
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| 研究分担者 |
齋藤 嘉一 秋田大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (10302259)
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| キーワード | 製造プロセス / 電解プロセッシング / 不溶性アノード / 酸素過電圧 / 省エネルギー |
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| 研究概要 |
（１）粉末圧延法による「低酸素過電圧の酸化物微粒子を分散させたPb基不溶性アノード」の製造および材料試験による機械的特性の評価： 粉末圧延法により「低酸素過電圧の酸化物微粒子を分散させたヘテロ構造Pb基不溶性アノード」を製造した．ここで，低酸素過電圧の酸化物微粒子としては，実用的なβ-MnO2やCo3O4の他に，PtO2，IrO2，RuO2なども採用し，粉末圧延装置によりこれら酸化物を含有したPb基合金シートを製造した．さらに，シート状のPb基合金に関しては，引張試験ならびに硬度試験を実施した．これらの材料試験で求められる破断応力やビッカース硬度などの機械的特性からは，Pb基合金不溶性アノードの耐クリープ性に及ぼす材料側因子の影響を解明できた．（２）Pb基不溶性アノードの酸素過電圧の低減とZn電解採取における所要電力の削減： 「低酸素過電圧の酸化物微粒子を分散させたPb基不溶性アノード」を用い，Zn電解採取試験を実施した．すなわち，（ZnSO４＋H2SO4）電解液中で長期間定電流電解を行い，印加電流，槽電圧，アノード電位，カソード電位を計測し，電圧効率，電流効率およびエネルギー効率を算出した．また，電解後のアノード表面状態ならびに化学結合状態をXRDおよびXPSで分析するとともに，カソード析出Zn中の汚染Pb量をICP-MASSで計測し，新規不溶性アノードの有用性を評価した．その結果，新規不溶性アノードであるPb-1.00wt.％RuO2粉末圧延合金の酸素過電圧は，現行のPb-0.7wt.％Ag合金に比して約319 mV低減されることが判明した．槽電圧が319 mV低下した場合，電力原単位の削減効果は製品Zn 1ｔ 当たり△293 kwh程度となる．この値はZn電解プロセッシングにおいて9％超の消費エネルギー削減に相当し，新規不溶性アノードの有用性が確認できた．
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
研究計画書のスケジュール通りに実験等が進展している．また，本研究の目的は，電解プロセッシングにおける電力料金を低減させるとともに，製品としての寿命が長い新規不溶性アノードを実用化し，素材産業の製造コスト削減に寄与することである．新規不溶性アノードの特性は，この目的を充分に達成できるレベルにある．
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| 今後の研究の推進方策 |
（１）Ru酸化物の酸化度と酸素過電圧の関係の解明： 反応性スパッタにより酸化度の異なるRu酸化物を作製し，RuO2の酸化度と酸素過電圧の関係を明らかにする．（２）Ru酸化物粉末の製造法の確率： 新規不溶性アノードの実用化のため，安価かつ高性能なRu酸化物粉末の製造法を確立する．具体的には，加水分解によりRu酸化物微粒子を製造し，その製造コストおよび酸素過電圧低減効果を明らかにする．（３）クラッドタイプPb基不溶性アノードの製造と特性評価： Pb-RuO2粉末圧延アノードの作製方法の改善を行い，実用サイズの新規不溶性アノードを製造する．すなわち，高価なRuO2の使用量を低減するため，表層にRuO2を濃化させたクラッドタイプのPb基不溶性アノードを作製し，長期間の実操業試験を行う．
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| 次年度の研究費の使用計画 |
注文した物品が当該年度に納入できなかった．そのため，次年度予算にて購入する．
差額分は，平成26年度において物品費として使用する．
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