モバイルバッテリーからリサイクルまで　社会を変えるイオン液体

イオン液体って何？

料理に欠かせない「塩（しお）」の主成分は塩化ナトリウム（NaCl）であり、ナトリウムイオンと塩化物イオンがイオン結合した塩（えん）と言われる物質の1つです。NaClは常温で固体ですが、それはナトリウムイオンと塩化物イオンという小さな球状のイオン同士が強く結合し、分子運動がしにくいからです。一方、体積の大きなイオンから構成される塩（えん）の場合、その結合力が弱く、容易に分子運動できるため、常温でも液体になることがあります。こういった物質を「イオン液体」と言います。イオン液体は、蒸発しにくい、燃えにくいなどの性質を持っており、新たな液体・材料として、さまざまな用途への展開をめざした研究が行われています。

安全で希少な資源を使わない電池

用途の一つが、充電できる電池「二次電池」です。電気自動車やモバイルバッテリーに使われるリチウムイオン電池には電解質として有機溶媒が使われていますが、これをイオン液体に変えると、発火しにくい電池ができます。また、イオン液体を使ったリチウムイオン電池なら、電子顕微鏡を使って充放電時の様子を原子レベルで観察できます。電子顕微鏡では対象物を真空状態にする必要がありますが、イオン液体は蒸発しないのです。また、リチウムではなくアルミニウムを電池反応に利用した新しい二次電池も開発されました。アルミニウムという地球上に豊富に存在する資源が使えるため、希少な金属に依存しない電池の生産が可能になります。

廃棄するアルミニウムを新品にしてしまう技術

アルミニウムのリサイクルにイオン液体を活用することもできます。従来のリサイクルプロセスでは、再利用するたびにアルミニウムの純度は低くなり、最終的には捨てられていました。一方、イオン液体を使った電気分解による新しいリサイクル技術では、新品と同じ純度のアルミニウムを回収することができ、高品質の資源として繰り返し有効利用できます。この技術は産業界からも期待されており、企業と大学の共同研究が進んでいます。

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千葉大学工学部総合工学科物質科学コース教授津田哲哉先生

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電気化学、材料科学、応用化学

先生が目指すSDGs

メッセージ

10年後、20年後にどんな自分になっていたいか、自分の将来像を描いて、その地点から今の自分を見てください。そうすることで、ゴールに到達するまでに必要なものや、今、自分が何をすべきかが見え、あなた自身のモチベーションも高まります。また、どんなに小さなことでもいいので、これだけは誰にも負けないというものを持ちましょう。「〇〇については、この教室の中では誰にも負けない！」というような知識や経験、プライドがあると、つらいことがあっても自分を支える自信やそれを乗り越えるきっかけとなるはずです。

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