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Jul 31, 2023

フライベルク工科大学のチームが電解槽からの貴金属のリサイクルプロセスを開発

再生可能エネルギーによる電気分解によるクリスピン・モクリ水素は、エネルギー転換の重要な要素と考えられています。 触媒によって、水はその成分である水素と酸素に分解されます。

クリスピンウェット

再生可能エネルギーによる電気分解による水素は、エネルギー転換の重要な要素と考えられています。 触媒によって、水はその成分である水素と酸素に分解されます。 電気化学反応には、白金、イリジウム、ルテニウムなどの貴金属が触媒として必要です。 これらの金属のリサイクルをどのように改善できるかは、TU Bergakademie Freiberg の参加によるヨーロッパの研究プロジェクトによって 3 年間にわたって検討されてきました。

「電解セル内の高価な貴金属はまだ、同様に効率的な他の材料で完全に置き換えることはできないため、損失なく貴金属を回収することが課題です。そして、これは環境に優しい処理で行うのが理想的です。」とプロジェクトリーダーであるフライベルグ工科大学アレクサンドロス・カリトス教授は説明します。 使用済み触媒材料のより環境に優しい処理チームは、いわゆる湿式冶金リサイクル法に焦点を当てました。 これには、触媒材料を水溶液に移し、その後、可能な限り純粋な固体の形で塩または金属として回収することが含まれます。 「陽子交換膜電解装置（PEM 電解装置）の心臓部である貴金属からのさまざまな触媒層の回収には、これまでエネルギーを大量に消費し、環境に悪影響を与える可能性のあるプロセス段階が必要でした。」Recycalyse プロジェクトでは、私たちは次のことを追求しています。 「触媒層をフッ素含有膜から分離するリサイクルプロセスです」とレシア・サンディグ・プレジミルスカ博士は説明します。事前に濃縮された触媒層の貴金属は、より穏やかで環境に優しい浸出剤を使用してリサイクルできます。物質循環を終わらせるための新しい電極触媒の製造に直接使用できる出発物質を生成します」と研究者は述べています。

イリジウムとルテニウムで作られた新しく開発された触媒が、セルのアノード側での酸素発生反応に最も効率的であることが証明されました。 アンチモンをドープした酸化スズが、炭素の代わりに金属の担体材料として機能しました。 「私たちは、産業にとって貴重なルテニウム錯体を効率的に回収するために、低コストの化学薬品を使用した湿式製錬プロセスを開発し、特許を取得しました」とレシア・サンディグ・プレジミルスカ博士は述べています。 ルテニウム錯体は、化学産業で触媒の製造に使用されるだけでなく、エレクトロニクス産業、医学、生物学、ナノサイエンス、太陽電池製造などの他の多くの分野でも使用されます。 新しく開発された個々の金属イオンの分離プロセスと合わせて、チームは含まれる貴金属の 90% 以上の金属回収を達成しました。

水の電気分解による水素の貯蔵はエネルギー転換の重要な構成要素であるため、現在、電極材料が研究の焦点となっています。 「Recycalyse」プロジェクトでは、材料の効率性と入手可能性に加えて、特に循環経済の意味でのリサイクル可能性に焦点を当てています。 この研究はデンマーク工科大学が主導し、他の 9 つのパートナー (TU Bergakademie Freiberg、Fraunhofer ICT、Sustainable Innovations、TWI、Blue World Technologies、ベルン大学、Prüfrex、HyCentA Research GmbH、Accurec) によって支援されています。 「Recycalyse」は、2023年9月末まで、助成契約第861960号に基づく欧州連合のHorizo​​n 2020研究・イノベーションプログラムから総額550万ユーロの支援を受けることになる。

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