溶剤に溶けた鉛を99%以上つかまえる改質セルロース、金沢大が太陽電池の再生廃液で確認

ペロブスカイト型太陽電池は、薄く軽く作れることから次の世代の太陽電池として期待されているが、材料に鉛を含む。使い終わった電池を再生しようとすると、この鉛が溶剤に溶けた廃液が出る。鉛をそのまま流せないため、回収する手立てが要る。

ところが、既存の金属回収技術はほとんどが水溶液を相手にするよう作られている。吸着材は水の中で働くことを前提に設計されており、メタノールやN,N-ジメチルホルムアミド（DMF）といった有機溶剤が主成分になると、金属をつかまえる力が落ちる。再生の工程で実際に出てくるのは、まさにその溶剤を含む廃液である。

金沢大学の研究グループは、福島大学および株式会社ダイセルと共同で、この条件で働く吸着材「DPE6」を開発した。土台にしたのはセルロースで、そこにジチオカルバミン酸基という硫黄を含む官能基を付けてある。硫黄原子が金属イオンを強くつかまえる性質を使う設計で、周りが水か溶剤かに左右されにくい結びつき方を選んだことになる。

性能は廃液の種類によって差が出た。メタノールを主とする廃液からは鉛を99%以上取り除き、DMFを主とする廃液からは約91%だった。いずれも吸着が平衡に達するまで10分以内で、純粋なメタノールとDMFのどちらでも高い最大吸着量を示している。成果は学術誌 ACS Applied Materials & Interfaces に掲載された。金沢大学とダイセルは共同で特許を出願しており、太陽電池に限らず、電池や電子部品の製造・再生で出る溶剤系の廃液への応用も視野に入れている。