附属エネルギー・マテリアル融合領域研究センター
-
種々の炭素質物質から調製した活性炭の細孔性状とCO₂吸着性能
炭素源としてバイオマスと石炭、窒素ソースとしてメラミン、賦活剤としてK₂CO₃を用いて活性炭を製造したところ、低炭化度かつ低灰分の炭素源ほど細孔が発達し、その表面積とミクロ細孔容積がCO₂吸着能に影響を与えることを明らかにした。また、CO₂吸着に最適なミクロ細孔径は0.5～1.2 nmであることが示された。この結果は、高CO₂吸着能を持つ活性炭の製造指針の確立に繋がると期待される。
塩素化と酸化を組み合わせた乾式処理による使用済みリチウムイオン電池正極材モデルからのLi，Ni，Co，Mnの選択的分離
使用済みリチウムイオン電池正極材（LiNiO₂、LiCoO₂、LiMn₂O₄、及び、それらの複合組成）から有価金属（Li、Ni、Co、Mn）を選択的に回収する技術を開発した。具体的には、LiNiO₂、LiCoO₂及びLiMn₂O₄を600℃まで塩素化処理した後、1300℃まで空気酸化するとLiとNi、Co、Mnを選択的に分離できることを見出した。本論文は、カナダのAdvances in Engineering選考委員会により、Key Scientific Articleに選出され、高く評価されている。
塩素化処理による下水汚泥炭化物からのリン回収
「いのちの元素」、「産業の栄養素」と呼ばれるリンを下水汚泥から塩化リンとして回収する手法を見出した。具体的には、先ずハンドリング性の向上のため下水汚泥を炭素化し、次いで得られた炭化物を500℃で塩素化し、最後に冷却堆積法で塩化リンと不純物を分離する簡便な下水汚泥再資源化技術を開発した。本法は下水汚泥焼却灰・家畜糞・製鋼スラグ等にも応用可能である。
α-Al₂O3(0001)/α-Cr₂O₃(0001)界面における水素同位体の拡散抑制メカニズムの解明
水素は金属材料を脆くする水素脆化を引き起こすため、燃料電池や核融合などの水素エネルギーの普及には構造材料中への水素の侵入を防ぐための方策が必要です。本研究では、水素の拡散を防ぐことができる複数のセラミックス膜を重ねて金属材料表面へコーティングすることで、金属材料への水素の侵入を効果的に防ぐメカニズムを明らかにしました。