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Chemical Reaction Complex Processes Research Section

Nohira, T. Kawaguchi, K. Yamamoto, T. Norikawa, Y. 京都大学

2023.03

概要

In this research section, we study electrochemistry
and materials science. We also apply them to the development of new recycling processes, new metal plating
processes, and new rechargeable batteries.
In this fiscal year, we have researched a new recycling
process for rare earth elements from magnet scraps using
molten salt electrolysis and alloy diaphragm. We have
also studied a silicon film plating process using molten
salts, and dual carbon batteries using ionic liquids.
2. Development of New Recycling Process for Rare
Earth Elements from Magnet Scraps Using Molten
Salt Electrochemical Process and Alloy Diaphragm
Dy-doped Nd–Fe–B magnets are utilized in many important applications such as high-performance motors for
electric vehicles. However, heavy rare earth (RE) elements such as Dy are difficult to supply stably. Thus, it is
necessary to develop an efficient recycling process for
RE elements. We have proposed a new recycling process
for RE elements from magnet scraps using a molten salt
electrochemical process and an alloy diaphragm [1]. Our
previous studies have mainly used solid alloys as diaphragms, whereas in recent years we have focused on liquid alloys, which are expected to diffuse RE much faster
than solids [2]. In this fiscal year, we investigated the
electrochemical RE (RE = Nd and Dy) –alloying behaviors of Fe in molten LiF–CaF2–NdF3–DyF3 systems at
1123 K.
To confirm the formation of liquid alloys, we performed potentiostatic electrolysis of the Fe plate electrode at 0.10 V vs. Li+/Li for 1 hour. After electrolysis,
the cross-section of the sample had a metallic luster and
swelled into a drop-like shape, confirming the formation
of liquid alloys. Fig. 1a shows the cross-sectional SEM
image of the sample after potentiostatic electrolysis at
0.10 V for 5 minutes. A Nd-rich composition is confirmed. Fig. 1b shows the cross-sectional SEM image of
the sample after potentiostatic electrolysis at 0.10 V for 5
minutes (1st-step), followed by changing the potential to
+0.215 V for 30 minutes (2nd-step). The composition of
the alloy is Dy-rich. From these results, we expect that
controlling the RE dissolution potential from the liquid
alloy diaphragm will enable its application as a selective
permeation diaphragm for Nd. ...

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参考文献

[1] T. Oishi, H. Konishi, T. Nohira, M. Tanaka, and T. Usui,

Kagaku Kogaku Ronbunshu, 36, 299 (2010).

[2] K. Kawaguchi and T. Nohira, J. Electrochem. Soc., 168,

082503 (2021).

[3] K. Maeda, K. Yasuda, T. Nohira, R. Hagiwara and T.

Homma, J. Electrochem. Soc., 162, D444 (2015).

[4] K. Yasuda, K. Maeda, T. Nohira, R. Hagiwara and T.

Homma, J. Electrochem. Soc., 163, D95 (2016).

[5] K. Yasuda, K. Saeki, T. Kato, R. Hagiwara and T. Nohira,

J. Electrochem. Soc., 165, D825 (2018).

[6]

K. Yasuda, T. Kato, Y. Norikawa, T. Nohira, J.

Electrochem. Soc., 168, 112502 (2021).

[7] T. Yamamoto, Electrochemistry, 90, 101005 (2022).

[8] T. Nikaido, A. Yadav, T. Yamamoto, T. Nohira, J.

Electrochem. Soc., 170, 020526 (2023).

– 68 –

Financial Support

1. Grant-in-Aid for Scientific Research

山本貴之, 若手研究, 反応電位に立脚したデュアル

カーボン電池の構築

法川勇太郎, 若手研究, 高温溶融塩中でのチタン電

析とチタン錯イオンの配位状態との関係解明

川口健次, 基盤研究(C), 溶融塩電解プロセスにお

ける環境負荷低減を目指した新規電極材料に関す

る研究

2. Others

山本貴之, （公財）高橋産業経済研究財団, 汎用元素

を用いた高安全性を有する大容量二次電池の開発

法川勇太郎, 住友電気工業（株）, 溶融塩チタン電気

めっき技術の実用化を目指した雰囲気および電解

条件の最適化

法川勇太郎, 官民による若手研究者発掘支援事業

費助成金（共同研究 P）, 溶融塩チタン電気めっき

技術実用化を目指した雰囲気および電解条件の最

適化

法川勇太郎, （公財）京都技術科学センター, フッ化

物－塩化物溶融塩中におけるβタングステン電析

及び電析メカニズムの解明

Publications

T. Yamamoto, A. Yadav, T. Nohira, Charge–Discharge

Behavior of Graphite Negative Electrodes in FSA-Based

Ionic Liquid Electrolytes: Comparative Study of Li-, Na-,

K-Ion Systems, Journal of the Electrochemical Society,

169, 5, 050507, 2022

T. Kodaki, T. Kishiro, Y. Sugie, T. Nohira, Isolation of

ionic liquid-tolerant Saccharomyces cerevisiae using

adaptive laboratory evolution, and bioethanol production

from cellulose in the presence of ionic liquids, Journal of

the Japan Institute of Energy, 101, 4, 83-87, 2022

Y. Ma, K. Yasuda, T. Yamamoto, X. Yang, T. Nohira,

Electrodeposition of Si from Silicate Ions at Graphite and

Liquid Zn Electrodes in Molten CaCl2, Journal of the

Electrochemical Society, 169, 5, 052506, 2022

H. Hua, K. Yasuda, T. Nohira, Highly Efficient and Precise Electrolysis Separation of Dysprosium from Neodymium for Magnet Scrap Recycling in Molten Salt,

ACS Sustainable Chemistry & Engineering, 10, 28,

9225-9231, 2022

Y. Ma, K. Yasuda, T. Nohira, Electrochemical Reduction

of Silicate Ions at Liquid Zn Electrode in Molten NaClCaCl2, Metallurgical and Materials Transactions B-Process Metallurgy and Materials Processing Science, 53,

3602-3612, 2022

Y. Norikawa, M. Unoki, K. Yasuda, T. Nohira, Effects of

Temperature, Ti(III) Ion Concentration, and Current Density on Electrodeposition of Ti Films in LiF–LiCl Melt,

Journal of the Electrochemical Society, 169, 9, 092523,

2022

T. Nishida, Y. Fukunaka, T. Homma, T. Nohira, Galvanostatic Li Electrodeposition in LiTFSI-PC Electrolyte: Part II. Coupling Phenomena in Growth Process,

Journal of the Electrochemical Society, 169, 9, 090529,

2022

T. Nishida, Y. Fukunaka, T. Homma, T. Nohira, Galvanostatic Li Electrodeposition in LiTFSI-PC Electrolyte: Part I. Effects of Current Density in Initial Stage,

Journal of the Electrochemical Society, 169, 10, 100548,

2022

Y. Norikawa, A. Kondo, K. Yasuda, T. Nohira, Electrodeposition of crystalline Si in molten alkali metal fluoride–chloride mixtures: Comparative study of Li, Na, K,

and Cs systems, Electrochimica Acta, 434, 141255, 2022

Y. Norikawa, X. Meng, K. Yasuda, T. Nohira, Effect of

Temperature on Crystal Structure of W Films Electrodeposited from Molten CsF–CsCl–WO3, Journal of the

Electrochemical Society, 169, 10, 102506, 2022

T.P. Moffat, S.Y. Shirley, T. Jacob, T. Nohira, Y. Fukunaka, Commentary—JES Focus Issue on Nucleation

Growth: Measurements, Processes, and Materials, Journal of the Electrochemical Society, 169, 11, 110001, 2022

A. Yadav, H. Kobayashi, T. Yamamoto, T. Nohira, Electrochemical Rubidium Storage Behavior of Graphite in

Ionic Liquid Electrolyte, Electrochemistry, 91, 1, 017002,

2023

T. Nikaido, A. Yadav, T. Yamamoto, T. Nohira, Comparative Study on Charge–Discharge Behavior of Graphite

Positive Electrode in FSA- and FTA-Based Ionic Liquid

Electrolytes with Different Alkali Metal Cations, Journal

of the Electrochemical Society, 170, 2, 020526, 2023

Y. Norikawa, M. Iizuka, T. Nohira, Electrolytic Separation of Iodine from LiCl-KCl-LiBr-LiI Melt and Recovery of Iodine Gas with Copper, ECS Transactions, 109,

14, 165-173, 2022

H. Konishi, T. Takao, T. Oishi, T. Nohira, Y. Koizumi,

– 69 –

Electrochemical Formation of Dy-Ni Alloys in a Molten

Cesium Chloride System, ECS Transactions, 109, 14, 39, 2022

W. Moteki, Y. Norikawa, T. Nohira, Electrodeposition of

Crystalline Si Using a Liquid Zn Electrode in Molten KFKCl-K2SiF6, ECS Transactions, 109, 14, 225-234, 2022

K. Yasuda, T. Nohira, Electrochemical production of silicon, High Temperature Materials and Processes, 41, 1,

247-278, 2022

T. Yamamoto, Next-generation Rechargeable Batteries

Utilizing Ionic Liquids and Various Charge Carriers,

Electrochemistry, 90, 10, 101005, 2022

K. Matsumoto, K. Miyazaki, J. Hwang, T. Yamamoto, A.

Sakuda, Electrode Potentials Part 1: Fundamentals and

Aqueous Systems, Electrochemistry, 90, 10, 102001,

2022

J. Hwang, T. Yamamoto, A. Sakuda, K. Matsumoto, K.

Miyazaki, Electrode Potentials Part 2: Nonaqueous and

Solid-State Systems, Electrochemistry, 90, 10, 102002,

2022

Presentations

Y. Norikawa, X. Meng, K. Yasuda, T. Nohira, Effect of

Temperature on the Crystal Structure and Surface Morphology of W Films Electrodeposited from CsF–CsCl

Eutectic Melt, 241st ECS Meeting, Vancouver Convention Center / Online, 2022.5. 29–6.2

Y. Norikawa, K. Yasuda, T. Nohira, Effect of Temperature

on Grain Growth during Ti Electrodeposition in LiF–LiCl

Eutectic Melt, 241st ECS Meeting, Vancouver Convention Center / Online, 2022.5. 29–6.2

石尾吉史, 眞鍋光毅, 山本貴之, 野平俊之, その場

ラマン分光を用いたナトリウム二次電池の性能向

上要因の解析, 第 92 回マテリアルズ・テーラリン

グ研究会, 財団法人加藤山崎教育基金軽井沢研

修所, 2022.8.5-7

茂木渉 , 法川勇太郎 , 野平俊之 , 溶融 KF–KCl–

K2SiF6 中における液体 Zn 電極を用いた結晶性 Si 電

析に与える電気量の影響, 第 92 回マテリアルズ・

テーラリング研究会, 財団法人加藤山崎教育基金

軽井沢研修所, 2022.8.5-7

王昊琛, 孟憲鐸, 法川勇太郎, 野平俊之,

Electrodeposition of Smooth Tungsten Films in Molten

CsF–CsCl–WO3, 第 92 回マテリアルズ・テーラリン

グ研究会, 財団法人加藤山崎教育基金軽井沢研

修所, 2022.8.5-7

山本貴之, イオン液体中の電極電位から考える二

次電池の開発, イオン液体先端課題研究会 - イオ

ン液体学の構築を目指して -Vol. 1. 電気化学応用

への挑戦と課題, Online, 2022.8.29

Y. Itoda, H. Usui, Y. Domi, T. Yamamoto, T. Nohira, K.

Matsumoto, R. Hagiwara, H. Sakaguchi, The Effects of

Solid Solution Strengthening of Bi−Sb Alloy on Anode

Properties of Sodium Ion Batteries, The 13th

International Symposium of Advanced Energy Science,

Online, 2022.9.5-7

N. Wada, Y. Domi, H. Usui, T. Yamamoto, T. Nohira, H.

Sakaguchi, Anode Properties of LaSb/Sb Composite

Electrodes for Potassium-Ion Battery, The 13th

International Symposium of Advanced Energy Science,

Online, 2022.9.5-7

Y. Itoda, H. Usui, Y. Domi, T. Yamamoto, T. Nohira, K.

Matsumoto, R. Hagiwara, H. Sakaguchi, Development of

Anode/Electrolyte Interface for Advanced Na-Ion Battery,

The 13th International Symposium of Advanced Energy

Science, Online, 2022.9.5-7

N. Wada, Y. Domi, H. Usui, T. Yamamoto, T. Nohira, H.

Sakaguchi, Study on Development of Compound-Based

Anode for K-Ion Battery and on Compatibility with Ionic

Liquid Electrolyte, The 13th International Symposium of

Advanced Energy Science, Online, 2022.9.5-7

K. Jiao, T. Yamamoto, T. Nohira, KFeO2 positive

electrode for K-ion battery using an FSA-based ionic

liquid electrolyte, The 13th International Symposium of

Advanced Energy Science, Online, 2022.9.5-7

A. Yadav, H. Kobayashi, T. Nikaido, T. Yamamoto, T.

Nohira, Potassium-based Dual-Carbon Battery Using

FTA-based Ionic Liquid Electrolytes, The 13th

International Symposium of Advanced Energy Science,

Online, 2022.9.5-7

W. Moteki, Y. Norikawa, T. Nohira, Electrodeposition of

Crystalline Si at a Liquid Zn Electrode in KF–KCl

Molten Salt: Effect of the Charge Passed, The 13th

International Symposium of Advanced Energy Science,

Online, 2022.9.5-7

Y. Katasho, Y. Norikawa, T. Oishi, T. Nohira,

Spectroscopic measurement of boron species in molten

salt, The 13th International Symposium of Advanced

Energy Science, Online, 2022.9.5-7

堀場由梨奈, 法川勇太郎, 野平俊之, 溶融 LiCl–

KCl–K2CO3–KOH 系におけるダイヤモンド電解合

– 70 –

成に向けた炭素電析の最適化, 第 54 回溶融塩化学

討論会, ハイブリッド開催, 2022.9.29-30

王昊琛, 孟憲鐸, 法川勇太郎, 野平俊之, 溶融 CsF–

CsCl–WO3 中で得られる電析Ｗ膜の結晶構造に与

える酸素の影響, 第 54 回溶融塩化学討論会, ハイ

ブリッド開催, 2022.9.29-30

茂木渉 , 法川勇太郎 , 野平俊之 , 溶融 KF–KCl–

K2SiF6 中における液体 Zn 電極を用いた, 第 54 回

溶融塩化学討論会, ハイブリッド開催, 2022.9.29-30

山本貴之, イオン液体を電解液に用いた種々の二

次電池開発, 2022 年度第 2 回関西電気化学研究会,

Online, 2022.10.4

W. Moteki, Y. Norikawa, T. Nohira, Electrodeposition of

Crystalline Si Using a Liquid Zn Electrode in Molten

KF–KCl–K2SiF6, The 242nd ECS Meeting, Hilton

Atlanta, 2022.10.9-13

Y. Norikawa, M. Iizuka, T. Nohira, Electrolytic

Separation of Iodine from LiCl–KCl–LiBr–LiI Melt and

Recovery of Iodine Gas with Copper, The 242nd ECS

Meeting, Hilton Atlanta, 2022.10.9-13

二階堂貴文, 山本貴之, 野平俊之, 異なるアミド系

イオン液体中におけるグラファイト正極挙動の比

較検討, 2022 年度第 3 回関西電気化学研究会, Online,

2022.12.10

堀場由梨奈, 法川勇太郎, 野平俊之, 溶融 LiCl–KCl

中における CO2 と H2O を原料としたダイヤモンド

電解合成, 2022 年度第 3 回関西電気化学研究会,

Online, 2022.12.10

川口健次, 野平俊之, 溶融 LiF-CaF2-NdF3-DyF3 中に

おける Nd-Dy-Fe 合金の電気化学的形成, 電気化学

会第 90 回大会, 東北工業大学／Online, 2023.3.27-29

山本貴之, 二階堂貴文, 小林大展, ヤダヴアリシ

ャ, 野平俊之, アミド系イオン液体電解質を用いた

デュアルカーボン電池の開発, 電気化学会第 90 回

大会, 東北工業大学／Online, 2023.3.27-29

焦楷, 山本貴之, 木内久雄, 趙昊憧, 野平俊之,

Charge–discharge behavior of KFeO2 positive electrode

for K-ion battery using an FSA-based ionic liquid

electrolyte, 電気化学会第 90 回大会, 東北工業大学

／Online, 2023.3.27-29

小林大展, Alisha Yadav, 山本貴之, 野平俊之, イオ

ン液体中におけるアルカリ金属－グラファイト層

間化合物の電気化学的形成挙動, 第 63 回電池討論

会, 福岡国際会議場／Online, 2022.11.8-10

茂木渉 , 法川勇太郎 , 野平俊之 , 溶融 KF–KCl–

K2SiF6 中における液体 Zn 電極を用いた結晶性 Si 電

析：Si 基板上に電析で準備した Zn 膜電極を用いた

検討, 電気化学会第 90 回大会, 東北工業大学／

Online, 2023.3.27-29

二階堂貴文, 山本貴之, 野平俊之, 異なるイオン液

体中におけるグラファイトへのアミドアニオン挿

入脱離挙動の比較検討, 第 63 回電池討論会, 福岡

国際会議場／Online, 2022.11.8-10

石尾吉史, 山本貴之, 野平俊之, 高 Na+濃度イオン

液体を用いた Na 二次電池における性能向上要因の

検討, 電気化学会第 90 回大会, 東北工業大学／

Online, 2023.3.27-29

石尾吉史, 山本貴之, 野平俊之, イオン液体を用い

た Na 二次電池の正極／電解液界面のその場ラマン

分光分析, 第 63 回電池討論会, 福岡国際会議場／

Online, 2022.11.8-10

後藤啓太, 川口健次, 野平俊之, 溶融 KOH–H2O 系

における Ni 電極上での高温アルカリ水電解反応の

速度論的解析, 電気化学会第 90 回大会, 東北工業

大学／Online, 2023.3.27-29

後藤啓太, 川口健次, 野平俊之, 溶融 KOH–H2O 系

を用いた新規高温アルカリ水電解, 第 46 回電解技

術討論会 , コンパルホール（大分）／ Online,

2022.11.17-18

王昊琛, 法川勇太郎, 野平俊之, 溶融 CsF–CsCl–

WO3–Li2O 中におけるタングステン電析, 電気化学

会第 90 回大会, 東北工業大学／Online, 2023.3.27-29

山本貴之, イオンのみからなる電解質を用いた二

次電池の開発, 第 4 回先端ウェットプロセス技術研

究会 , 関東学院大学八景キャンパス／ Online,

2022.12.2

和田直也, 道見康弘, 薄井洋行, 山本貴之, 野平俊

之, 坂口裕樹, LaSb と Sb からなるコンポジット電

極のカリウムイオン電池負極特性, 鳥取大学工学

部附属 GSC 研究センター創立 10 周年記念シンポジ

ウム, 鳥取大学／Online, 2022.12.5

侯正陽, 茂木渉, 法川勇太郎, 野平俊之, 溶融 KF–

KCl–K2SiF6 中での Si 電析による p-n 接合 Si 膜の作

製, 電気化学会第 90 回大会, 東北工業大学／Online,

2023.3.27-29

道見康弘, 薄井洋行, 栗谷和希, 西川慶, 山本貴之,

野平俊之, 坂口裕樹, カリウムイオン電池用アンチ

モン合金負極の創製, 電気化学会第 90 回大会, 東

北工業大学／Online, 2023.3.27-29

名合虎之介, 法川勇太郎, 松島永佳, 野平俊之, 上

– 71 –

田幹人, 溶融 LiCl-KCl-LiD-LiH 系での電解を用いた

重水素同位体分離, 電気化学会第 90 回大会, 東北

工業大学／Online, 2023.3.27-29

– 72 –

...

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