リチウムの海水からの回収を目指した新規吸着剤の開発

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カーボンフリー社会を実現し電気エネルギーを有効に使うために蓄電池は重要であり、安全で高性能な蓄電池が求められている。現在蓄電池の材料として使われているリチウムは、今後主役となると考えられている全固体電池でも重要であり、その元素番号の小ささから蓄電池応用でこれ以上の性能を発揮できる元素が現れることはないと考えられるので、リチウムを確保することが重要である。しかし陸産リチウム資源分布は偏在しており、日本が将来的にリチウムを確保できるかは不透明である。そこで、海水中に稀薄ながら大量に溶存しているリチウムを回収する新規吸着剤を開発し、リチウム資源の確保手段を確立することが本研究の目標である。そこで今年度は吸着基としてクラウンエーテルを用いて多元素溶存液に浸漬した場合、リチウム単元素に比べてリチウムの吸着量が変化することから、リチウムと他１元素の２元素溶存液で吸着の競合について調べている。今のところ明確な競合を示した元素はないが、低濃度では吸着基の競合が起こらない可能性があるので、より高濃度における検証が必要であると考えている。また今年度は吸着材としてアガロースゲルがリチウムに対して選択的吸着を行うことを実験的に見出した。アガロースゲルはアガロースを水に溶かすだけで比較的強固なゲルを作製でき、生分解性でもあるので、実用化には適していると考えている。選択性の原因については量子計算の結果からアガロースにもある環状構造ではないかと考えている。今後吸着効率などを評価して詳細を調べる必要がある。