Development of a highly efficient production and recycling process for metallic calcium using molten salt electrolysis

高純度金属カルシウム（Ca）の高効率・低環境負荷・低コスト製造およびリサイクル」を可能とする技術革新を目指した研究を行う。本研究が進展すると、先端デバイス、クリーンエネルギーデバイスなどに不可欠な希土類金属（レアアース）やチタンなどのレアメタルの製錬・精錬プロセス、およびリサイクルプロセスに革命を起こし、持続性と科学技術の発展が両立した社会の構築に大きく貢献する。高純度の金属Caを高効率に得る方法は存在しない。金属Caの高い反応性と、溶融塩への高い溶解度から、電解還元反応の電流効率は非常に低く、さらに、真空蒸留による不純物除去工程が必要なため、製造工程におけるエネルギー効率が低いことが課題である。本研究では、申請者が過去に取り組んでいた、溶融塩と金属Ca合金を用いる二次電池開発で得た知見を活かし、「Caの溶融塩への溶解現象の制御」により「高純度Caを高効率に製造可能とする革新的プロセスの開発」を目指す。これまでの研究では、実験設備および特殊な電気化学セルの設計と作製を行った。さらに、Caを高純度化する手法の基礎的検証を進めた。今後は高純度化技術の有効性を実証していく。

高純度金属カルシウム（Ca）の高効率・低環境負荷・低コスト製造およびリサイクル」を可能とする技術革新を目指した研究を行う。本研究が進展すると、先端デバイス、クリーンエネルギーデバイスなどに不可欠な希土類金属（レアアース）やチタンなどのレアメタルの製錬・精錬プロセス、およびリサイクルプロセスに革命を起こし、持続性と科学技術の発展が両立した社会の構築に大きく貢献する。高純度の金属Caを高効率に得る方法は存在しない。金属Caの高い反応性と、溶融塩への高い溶解度から、電解還元反応の電流効率は非常に低く、さらに、真空蒸留による不純物除去工程が必要なため、製造工程におけるエネルギー効率が低いことが課題である。本研究では、申請者が過去に取り組んでいた、溶融塩と金属Ca合金を用いる二次電池開発で得た知見を活かし、「Caの溶融塩への溶解現象の制御」により「高純度Caを高効率に製造可能とする革新的プロセスの開発」を目指す。これまでの研究では、実験設備および特殊な電気化学セルの設計と作製を行った。さらに、Caを高純度化する手法の基礎的検証を進めた。今後は高純度化技術の有効性を実証していく。