高温素材プロセッシング

[1104] Direct Electrolytic Reduction of SiO₂ Utilizing Liquid Si-Zn Alloy in Molten CaCl₂

^〇安田幸司^1,2, 島尾武征², 楊肖^2,3,4, 野平俊之^2,3,4, 萩原理加², 一坪幸輝⁵, 増田賢太⁵, 本間敬之^4,6 (1.京都大学環境安全保健機構, 2.京都大学大学院エネルギー科学研究科, 3.京都大学エネルギー理工学研究所, 4.JST-CREST, 5.太平洋セメント株式会社, 6.早稲田大学先進理工学部)

司会: 佐々木 秀顕 (東京大学)

Keywords:シリコン, 溶融塩, 電解製錬

当グループでは、850 ℃の溶融CaCl₂中における液体Si–Zn電極上でのSiO₂直接電解還元と、降温処理によるSi–Zn合金からのSi析出とを組み合わせた、太陽電池級シリコンの新規製造プロセスについて研究を行っている。同プロセスでは、電解工程からの生成物の回収や、分離工程におけるSiの精製が可能であるという利点を有する。Zn蒸発実験の結果、溶融塩中へ浸漬されたZnは沸点に近い850 ℃においても蒸発速度が抑制され、液体電極としての使用が可能であることがわかった。液体Zn電極上でのSiO₂電解還元の結果、Znマトリックス中に粒径30 µm程度のSi粒子の析出が確認された。