New technology for sustainable aluminum

点击翻译按钮获取中文摘要

アルミは鉱石からの製錬時に莫大な電力を必要とするため、金属として再利用する価値が大きい。そのためアルミのリサイクル率は90％を超えているが、これはあくまで量的な数値である。我々が日常的に使っているアルミ製品は、例外なく銅や亜鉛等の他元素を含むアルミ合金である。元来アルミは活性な金属であり、既存技術ではアルミからの合金元素除去は非常に困難であり、リサイクル回数が増えるほど合金元素の蓄積が起こるため、２次製品の質の劣化が進むのが実態である。現状では、再生アルミの最終用途は、大量の合金元素含有が許される自動車用エンジンブロック等の鋳造製品である。電気自動車の普及が進むと、内燃エンジンの需要は大きく減少し、アルミの最終用途が失われることになる。研究代表者らは、アルミスクラップを固体状態のまま溶融塩中で電解すると、Cu、Si、Fe等の合金成分をほぼ全て除去することができ、鉱石から新地金を製造する際の約３分の１以下の電力消費で純アルミに再生できることを提案した。本課題では、本法の有効性を実証すると共に、アルミの固体電解技術の電極反応機構他の諸元を明らかにし、革新的なアルミのアップグレードリサイクル技術の基礎を確立することを目的としている。2021年度は、鋳造用アルミ合金を陽極、純アルミを陰極とし、両電極が融解しない500℃前後の温度において、LiCl-KCl二元系溶融塩中で電解実験を行った。その結果、陽極からはアルミのみが溶融塩中に溶解し、陰極にはほぼ純粋なアルミが析出することが確認された。これによって本法の基本原理が確認でき、論文としてNatureに投稿した。