Iodineヨウ素

Also known as “iodide,” iodine is a substance with the atomic number 53 (chemical symbol “I”) on the periodic table. It is an essential element for the human body and is familiar in everyday life as a sterilization and disinfectant agent. However, iodine also has a wide range of applications in industrial catalysts and high-tech materials. Global production of iodine is approximately 34,000 tons per year, with Chile leading as the largest producer, followed by Japan. Domestically, Chiba Prefecture holds the top position in production.

Iodine is particularly noteworthy for its association with thyroid cancer. The risk of thyroid cancer increases when radioactive iodine accumulates in the thyroid. To mitigate thyroid exposure, stable iodine tablets are required, bringing more attention to this application.

「ヨード」とも呼ばれる物質で、元素周期表では原子番号53(元素記号「I」)。人体に必須の元素であるほか、殺菌・消毒薬として日常生活にはなじみが深いが、工業用触媒やハイテク素材などにも応用され幅広い用途がある。世界の生産量は年間約3万4000トンで、チリが最も多く日本は2位。国内では千葉が首位。

ヨウ素の用途として、特に注目されるのは、甲状腺がんに関連してで、甲状腺がんは放射性ヨウ素が甲状腺に溜まると発症リスクが高まるとされているが、甲状腺被曝を抑えるために安定ヨウ素剤が必要となるため、注目される。

〇Applications of High-Purity Iodine:高純度ヨウ素のアプリケーション:

• X-ray contrast agents　 X線造影剤
• Biocides　バイオサイド
• Pharmaceuticals　医薬品
• Catalysts　触媒
• Fluorochemicals　フルオロケミカル
• Liquid crystal polarizing films　液晶偏光フィルム
• Others

〇High-Purity Iodine Market高純度ヨウ素市場

１硝石鉱鉱ヨウ素：メキシコやチリの硝石鉱から採取されます。高純度で、化学産業や医薬品に広く利用されています。生産コストが比較的低く、供給が安定しているのが特徴です。

Nitrate Ore Iodine: Extracted from nitrate ores in countries such as Mexico and Chile, this type of iodine is highly pure and widely used in the chemical and pharmaceutical industries. It is characterized by relatively low production costs and stable supply.

２．地下塩水ヨウ素：地下水から採取されるヨウ素で、主に日本やアメリカでの生産が行われます。高い濃度でヨウ素を含んでおり、工業用途に適しています。ただし、採取には技術的な難易度があります。

Underground Brine Iodine: Iodine extracted from underground brine, mainly produced in Japan and the United States. It contains a high concentration of iodine and is suitable for industrial applications. However, its extraction involves technical challenges.

３．海藻ヨウ素：海藻から抽出される自然由来のヨウ素です。オーガニック製品や健康食品に使用されることが多く、消費者の健康志向に応じて需要が増加しています。しかし、生産量は限られており、価格は変動しやすいです

Seaweed-Derived Iodine: Naturally derived iodine extracted from seaweed. It is often used in organic products and health foods. As consumer health awareness grows, demand for this type of iodine has increased. However, its production is limited, and prices tend to fluctuate.

〇Domestic Expansion in Iodine Production for Perovskite Solar Cells:

With the aim of mass production of perovskite solar cells, there is growing momentum to increase domestic iodine production in Japan. JX Nippon Oil & Gas Exploration, a subsidiary of ENEOS Holdings, is enhancing its facilities in Niigata Prefecture to double its production capacity to 440 tons per year. Ise Chemicals, Japan’s largest iodine producer, is also working to expand its production capabilities. Japan is said to have the world’s largest iodine reserves. If perovskite solar cells, which rely on domestically sourced materials, become practical, they could contribute significantly to energy security.

ペロブスカイト型太陽電池の量産化を見据え、国内で主原料のヨウ素を増産する動きが相次いでいる。ENEOSホールディングス（HD）傘下のJX石油開発は新潟県の設備を増強し、生産能力を2倍の年440トンに増やす。国内最大手の伊勢化学工業も生産力の拡大を目指す。日本のヨウ素の埋蔵量は世界で最多と言われている。国内で原料を調達できるペロブスカイト型が実用化すれば、エネルギー安全保障にも貢献しそうだ。

〇ｓteps to Create Perovskite Solar Cells for Research or DIY:

 Required Tools:

• Glass substrate (ITO-coated)
• Spin coater (for forming thin films)
• Perovskite solution (e.g., MAPbI₃ solution)
• Hotplate (to dry and cure the solution)
• Methanol, acetone (for cleaning)
• Metal deposition equipment (to form the back electrode)

Procedure:

　１．Cleaning the Glass Substrate:

Clean the ITO-coated glass substrate with methanol or acetone to remove all impurities.

　２．Formation of the Electron Transport Layer (ETL):

Drop titanium dioxide solution onto the substrate and create a uniform thin film using a spin 　　　coater.

Sinter the film on a hotplate to solidify it (approximately 150°C for several minutes).

　３．Formation of the Perovskite Layer:

Apply the perovskite solution onto the electron transport layer and use the spin coater to create 　　　a uniform film.

Heat the film on a hotplate to dry and cure it (approximately 100°C for 10 minutes).

　４．Formation of the Hole Transport Layer (HTL):

Apply Spiro-OMeTAD solution and use the spin coater to form a thin film.

　５．Formation of the Back Electrode:

Use metal deposition equipment to form gold or silver electrodes.

　６．Performance Evaluation of the Finished Product:

Measure the current-voltage characteristics under light exposure to confirm efficiency.

〇研究やDIYで試せるペロブスカイト太陽電池の作成手順

【ペロブスカイト太陽電池の作り方】実験で使える基本手順と製造プロセスを解説！ – 葉八（はっぱち）ブログ

必要な道具

ガラス基板（ITOコート済み）

スピンコーター（薄膜を形成する装置）

ペロブスカイト溶液（例：MAPbI₃溶液）

ホットプレート（溶液を乾燥・硬化させる）

メタノール、アセトン（洗浄用）

金属蒸着装置（バック電極の形成に使用）

手順

・ガラス基板の洗浄

→ITOコートされたガラス基板をメタノールやアセトンで洗浄し、汚れを完全に取り除く。

・電子輸送層（ETL）の形成

→二酸化チタン溶液を基板に滴下し、スピンコーターで均一な薄膜を作成。

作成した薄膜をホットプレートで焼結し、固化させる（約150℃、数分間）。

・ペロブスカイト層の形成

→ペロブスカイト溶液を電子輸送層の上に塗布し、スピンコートで均一な膜を作成。

作成した膜をホットプレートで加熱して乾燥・硬化させる（約100℃、10分）。

・ホール輸送層（HTL）の形成

→スピロ-OMeTAD溶液を塗布し、スピンコートで薄膜を形成。

・バック電極の形成

→金属蒸着装置を使用して金や銀の電極を形成。

・完成品の特性評価

→作成した太陽電池を光照射下で電流-電圧特性を測定し、効率を確認。

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