(Poster session) Processing & Material

[P043B] Reduction of silicon monoxide gas by hydrogen and hydrogen radicals

○Yousuke Baba^{1[Student presentation: Master’s course]}, Kyouichi Nakamura¹, Kenji Itaka¹, Masatomo Sumiya² (1. Hirosaki university, 2. National institute for materials science)

Keywords:Silicon, Carbothermic Reduction, Solar Cells, Decarbonization

工業的に二酸化シリコンからシリコンを製造する反応として三相アーク炉を用いた炭素熱還元法が用いられている。本反応経路は主に二酸化シリコンから一酸化シリコンガスを生成する素反応、一酸化シリコンガスから炭化ケイ素を生成する素反応、そして一酸化シリコンガスと炭化ケイ素からシリコンを生成する素反応から構成される。全ての素反応で一酸化炭素を発生し、最終的には多くの二酸化炭素を排出することになる。ところが、熱力学的計算によれば、二酸化シリコンを水素で還元することは工業的には不可能なことが示唆される。そこで本研究は、各素反応について、部分的に水素もしくは水素ラジカルで還元することを目指した。特に中間体である一酸化シリコンガスは水素または水素ラジカルによる還元が熱力学的に可能と示唆されるが、実験的にシリコンが生成されたという報告がまだなく、本研究では実験的に実証した。一酸化シリコン粉末原料を加熱昇華させて一酸化シリコンガスを発生させ、そこへ水素または水素ラジカルを反応させることにより、シリコンを得ることに成功した。得られたシリコンはX線回折およびラマン分光分析によりシリコンであることが確認された。