Study of the Relationship between Titanium Electrodeposition and Coordination State of Titanium Complex Ions in High-Temperature Molten Salts

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本研究では、構成するカチオンおよびアニオンの違いが、溶融塩中のチタン錯イオンの配位状態に与える影響とチタン電析との関係解明を目指している。この目標を達成するため、本研究では単一カチオンからなるフッ化物-塩化物混合溶融塩を使用している。これまでの研究ですでに、KF-KCl-K3TiF6およびLiF-LiCl-Li3TiF6でのチタンの電析およびチタンイオンの電気化学的挙動の解析の結果、どちらの溶融塩でもチタン膜の電析が可能であるものの、チタンの電析電位が大きく異なることが分かっている。そこで、2022年度はまず、新たな溶融塩としてCsF-CsCl-Cs3TiF6を用いてチタンの電析およびチタンイオンの電気化学挙動の解析を行った。定電流電解による電析の結果、粉末状のチタンは得られたものの、膜状のチタンは得られなかった。また、電析電位はKF-KClよりも卑であり、過去の報告を考慮するとLiF-LiCl > KF-KCl > CsF-CsClの順でチタンの電析電位が卑となった。これはカチオンのイオン半径が大きくなるほど電析電位が卑になることを意味しており、カチオンのイオン半径が大きくなるにつれてカチオンとフッ化物イオンとのクーロン相互作用が弱くなり、チタン錯イオンのチタンイオンとフッ化物イオンとのクーロン相互作用が相対的に強くなったことが理由として考えられる。加えて今年度は、フッ化物イオン濃度の影響を調べるために、LiCl-Li3TiF6溶融塩にLiFを加えることで、F/Ti比率を変えた浴でのチタン電析の初期的な検討を行った。またKF-KCl-K3TiF6およびLiF-LiCl-Li3TiF6の溶融状態でのラマン分光分析を行った。2023年度以降は、チタンの電析とラマン分光分析の結果を合わせた検討を行う予定である。