高温素材プロセッシング

[2501-10-03] 溶融CaCl₂-LiCl電解におけるカソード界面と流れ

○夏井 俊悟¹、数土 卓也¹、菊地 竜也¹、鈴木 亮輔¹ (1. 北海道大学)

司会：永井 崇（千葉工業大学）

キーワード：溶融塩電解、コロイダルメタル、高速顕微鏡観察

溶融塩中in-situで電析したカルシウムなどの金属融体は、その強い還元性から酸化物の熱還元法として期待されるが、金属融体は溶融塩中への分散や濡れによって複雑な界面挙動を示す。均一な還元進行のためにはカソード付近の融体挙動を詳細に調査する必要がある。そこで本研究では、比較的低温で融解するCaCl₂-LiCl(35:65 mol%, 823 K)溶融塩中で電解析出したCa-Li系融体の界面形態について、電気化学測定と高速に同期させた顕微鏡画像データから、カソードと融体との濡れ、金属霧現象および周囲の対流場について詳細に検討した。Mo棒(ϕ1.5mm)をカソードとしたとき、E= -2.55V vs Ag/Ag⁺を印加すると、核発生した融体と黒色の分散相が共析出し、分散相はおよそ0.9sで六角形のセル状構造を形成する特異な挙動を示した。E= -2.75V vs Ag/Ag⁺の場合では、規則的な配列は乱れる傾向があることから、分散相同士が電気的中性を保持するために凝集するメカニズム、あるいは電解反応による急激な温度勾配による熱対流の発生が示唆される。