新着情報[電気工学科]北川教授研究室の卒業研究成果がNature Publishing GroupのScientific Reports誌に掲載

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レアメタル(希少金属)は産業・経済の維持に欠かせないことから、「産業のビタミン」と呼ばれています。しかし、日本で使用されるレアメタルは海外からの輸入に頼っていることが多く、持続可能性社会の構築や環境保全のためには、国内で使用済み製品等から回収しリサイクルすることが強く望まれていますが、回収技術に課題があり、リサイクル率は必ずしも高くありません。レアメタルの中でも元素周期表で3族に属する元素はレアアースと呼ばれ、特に重要となっています。
例えば、レアアースの1つであるネオジムは、自動車用モーターやコンピュータに広く使用されている高性能な磁石を作るために必須な元素となっていますが、廃棄された製品から効率良く磁石を取り出したり、さらに取り出した磁石からネオジム等のレアアースを分離したりする技術の開発が課題となっています。
このような背景を踏まえて、電気工学科の北川研究室ではレアアースを使用した磁石からの分離回収技術の開発を進めています。この度、北川研究室の卒業研究が、Nature Publishing Group の雑誌Scientific Reports に” Rare Earth Extraction from NdFeB Magnet Using a Closed-Loop Acid Process(邦訳:酸循環プロセスによるNdFeB 磁石からのレアアース分離)”というタイトルで掲載されました。
レアアースの抽出には、磁石を溶解させるために酸が用いられることが多く、既存技術では酸溶液を温める必要がありました。北川研究室では、レアアース磁石を一旦腐食させると、酸溶液を温めなくても100%近いレアアースの回収率が得られることを見出していました。しかし、抽出作業ごとに酸廃液が出ることが問題でした。酸廃液は環境負荷が高く、もしその処分にコストがかかってしまうとリサイクル普及の妨げになることから、今回、酸廃液を出さない酸溶液循環プロセス技術の開発を行い、実証実験に実験室規模であるものの世界で初めて成功しました。現状では、回収率は残念ながら50%にとどまっていますが改善の余地は十分にあります。まだ初期段階ではありますが、酸廃液を出さずにレアアースの回収を実証できたことは、環境にやさしいリサイクル技術の実現に大きな一歩を踏み出したといえます。
本研究は、北川研究室の卒業研究生であった上村亮平さん(H28 年度卒業、筑紫高校出身)の卒業研究成果です。本研究は多大な労力を要しましたが、泥臭い作業を粘り強くやり遂げてくれました。また、本研究は、科学技術振興機構(JST)の平成28 年度マッチングプランナープログラム「酸廃液を出さないネオジム磁石からの全元素分離回収技術に向けた要素技術の開発」という研究助成の支援を受けて行われました。

▲上村 亮平さん(H28年度卒業・筑紫高卒)と北川 二郎教授

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