(Poster session) Processing & Material

[P037B] Local analysis of electrolyte in the vicinity of cathode by BOS (Background Oriented Schlieren) technique

○Taichi Yamauchi^{1[Student presentation: Master’s course]}, Ken Adachi¹, Aiko Yakeno¹, Etsuro Shibata¹ (1. Tohoku University)

Keywords:Electrolysis process, Diffusion layer, Natural convection, Background Oriented Schlieren technique, Fluid analisis

電解精製プロセスにおいては、電極近傍に金属イオンの濃度拡散層が形成される。この比重勾配のために電極近傍において自然対流が生じるが、これにより電解液が撹拌され、溶液中のイオンの移動が促進される。このような電解液中のイオンの移動現象は電析物の表面平滑性や電極の不動態化現象と密接に関わることから、自然対流やイオン濃度勾配について、可視化や数値解析といった方法による研究が多くなされてきた。本研究では、比較的新しい流体解析手法であるBOS（Background Oriented Schlieren）法を用いて、電極近傍における電解液中の移動現象の解析に取り組む。BOS法では対象の流れ場を通して背景バターンを撮影することで密度擾乱による歪みのある画像を取得し、画像解析により屈折率分布を抽出し流れ場を可視化する。定量性に優れ、セットアップが非常に単純であることから電解液状態の局所解析にも適性が期待される。本発表では、電解精製プロセスの典型例として銅電解プロセスを取り上げ、BOS法により電極近傍の解析を行った。取得画像から銅イオン濃度分布を得るまでの一連の変換フローおよび、本手法に特有の背景パターン形状が定量性に与える影響や座標軸の補正などについても報告する。