三井化學株式會社(位於東京都中央區,代表董事社長:橋本修,以下簡稱「三井化學」)和三井化學的100%子公司下關三井化學株式會社(總部:山口縣下關市,代表董事社長:餘川尚和,以下簡稱「下關三井化學」)已開始進行技術開發,以便將國內未利用的磷資源回收的磷酸高純度轉化爲高附加值的磷材料,從而實現製造業領域的循環利用。
這是由國立研究開發法人新能源·產業技術綜合開發機構(以下簡稱「NEDO」)募集的「NEDO先導研究項目/面向新產業·創新技術創建的先導研究項目*」,與國立研究開發法人產業技術綜合研究所、米山化學工業株式會社、國立大學法人佐賀大學共同提案並被採納,正在推進的項目。
■研究開發的經過
高純度磷材料是電動汽車電池、半導體、再生能源發電蓄電池等脫碳產業社會形成不可或缺的材料。這些材料是以磷礦石中提取的「黃磷」爲原料進行生產的,但其生產方式至今仍使用19世紀末開發的方法,給環境帶來了巨大負擔。
目前在日本使用的磷礦石和黃磷完全依賴境外進口。爲了確保磷資源的穩定供應,還存在經濟安全保障上的風險,因此磷被指定爲特定重要物資。
本研究旨在將國內製造業等領域產生的含磷廢物和副產品(未利用磷資源)轉化爲高純度磷材料,實現磷的回收在原子和分子層面的精煉,並建立能夠在廣泛的製造業領域中實現循環利用的技術。
■研究開發內容和實施體制,以及社會實施的價值
日本唯一利用溼法生產磷酸的下關三井化學,以及擅長催化化學的三井化學等機構,團結一致,憑藉對磷酸的知識和技術力量,促進技術開發,擴大回收磷的循環用途,這在傳統上主要限於農業領域的肥料用途。
研究開發主題:製造業-半導體領域重要的高純度磷材料的循環利用技術開發
1. 從未利用資源中回收磷酸,並在分子級別上超高純度精煉的種子技術開發(研究項目A)
2. 在原子級別上超高純度精煉磷的技術開發(研究項目B)
3. 以超高純度生產有機磷化合物的技術開發(研究項目C)
研究實施企業·機構 | 研究項目 | |
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下關三井化學株式會社 | A-1 | 利用污水處理污泥焚燒灰開發人工磷礦石及超高純度磷酸的製造方法 |
國立研究開發法人產業技術綜合研究所 | A-2 | 從含磷廢棄物中提取粗磷酸和粗亞磷酸的工藝開發 |
三井化學股份有限公司 (再委託)國立大學法人室蘭工業大學 | B-1 | 利用氫氣的磷酸催化還原亞磷酸的製造技術開發 |
米山化學工業株式會社 (再委託)獨立行政法人 國立高等專業學校機構 香川高等專業學校 | B-2 | 利用氫自由基將磷酸還原爲亞磷酸和不均化反應制備黃磷的技術 |
國立研究開發法人產業技術綜合研究所 | B-3 | 使用還原劑的連續式反應過程技術,包括縮合磷酸等 |
國立研究開發法人產業技術綜合研究所 | C-1 | 將磷酸和亞磷酸酯作爲關鍵反應劑的硅化合物合成的提純技術 |
國立大學法人佐賀大學 | C-2 | 通過有機磷酸酯化過程高效純化磷材料 |
關於2024年度「NEDO先導研究程序/新技術先導研究程序」的實施體制決定 | NEDO
以上