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整理番号 6784   (公開日 2014年07月22日) (カテゴリ バイオテクノロジー農林水産・食品環境・エネルギー素材機械大気・海洋土木・建築基礎科学
攪拌冷凍法を用いた氷製造による淡水の製造および水中の微量金属元素等の濃縮
●内容 1.氷を作成することによる淡水の作成
砂漠をはじめ乾燥地帯では淡水が不足しており淡水の製造が重要である。ここでは、太陽熱を利用してアンモニア吸収冷凍機にて、-10℃程度の冷たい空間を得ることができる。この冷たい空間中に塩水を攪拌しながら低速度で入れていき淡水に近い氷を製造できる。このとき氷中の塩分を下げるには、氷結する界面での塩濃度を拡散するための攪拌が重要であり、攪拌により、生成する氷内部の塩類を低減できる。実際に海水濃度から農業利用に適する塩分濃度の氷を作成できた。この氷を溶解することにより、淡水に近い水が得られる。また、氷は植物の生育における温度を下げる冷熱にも利用できる。攪拌のエネルギーは太陽電池や風力で得ることも可能である。従来の膜法、蒸留法による淡水作成に比べて低エネルギーで淡水が得られることが期待される。
2.氷を作成した残液に金属イオン等を濃縮
リチウム、レアアース、ホウ素などのレアメタルイオンが数ppmから数百ppmを含む水中からこれらの元素を回収するには、通常、吸着法やイオン交換法を用いて吸着後、脱着して溶媒抽出や電解法などで回収する。希薄元素を含む水溶液から、淡水の氷を製造することにより、残液側に金属元素などが濃縮できる。この濃縮方法により希薄水溶液からの金属回収が容易となる。
上記の技術に関心を持つ企業等との共同研究を希望する。
●研究者
教授 藤田 豊久
大学院工学系研究科 システム創成学専攻
人工物工学研究センター
准教授 DODBIBA,Gjergj
大学院工学系研究科 システム創成学専攻
●画像


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図1 凍結装置の概要
太陽熱を利用して冷たい空間を作成し、氷を攪拌しながら製造。淡水に近い氷が得られる。
(C) システム創成学専攻
藤田研究室

図2 氷の作成における攪拌の影響
氷結面での攪拌速度の影響。攪拌速度が早いほど氷中の塩分濃度が減少し、一方、残液中の塩濃度は増加。
(C) システム創成学専攻
藤田研究室
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上記内容は、各研究者へのインタビューをもとに東京大学 産学協創推進本部で骨子をまとめたものです。
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