2006 Fiscal Year Annual Research Report
木質由来原料からの結晶性メソ孔炭素の製造と炭素電極としての利応用
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18580159
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Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Research Institution | Kitami Institute of Technology |
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Principal Investigator |
鈴木 勉 北見工業大学, 工学部, 教授 (20125389)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
岡崎 文保 北見工業大学, 工学部, 助教授 (10213927)
川村 みどり 北見工業大学, 工学部, 助教授 (70261401)
畑 俊充 京都大学, 生存圏研究所, 講師 (10243099)
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| Keywords | 木材炭化 / ニッケル / 機能性ナノカーボン / 炭素結晶化 / メソ孔 |
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| Research Abstract |
二元機能ナノ炭素と流体燃料の同時生産を目的とする木材のニッケル触媒炭化を二段炭化法(一段目として500℃炭化、次に二段目として900℃炭化)と通常の900℃一段炭化法で行い、それらの実用性を比較した。原料としてカラマツを使用した時、一段目炭化で調製した500℃炭の二段目炭化は、炭素の結晶構造とメソ孔構造の点で900℃一段炭化とほぼ等しい木炭を与えた。二段目炭化で発生したガスは一段炭化法のガスより水素をはるかに多く含むが二酸化炭素は少なく、一段目炭化と二段目炭化で得られたガスの総量は一段炭化の場合と等しかった。二段目炭化がタール非発生で操作がより容易であることを含めて考えると、二段炭化法は実操業の点で一段炭化法より優れていると結論された。また、二段目炭化の操作条件を変えることでメソ孔とマクロ孔のバランスをコントロールできることが明らかになった。
さらに、900℃一段炭化法で調製したニッケル炭のリチウム二次電池負極としての性能を人造グラファイトのそれと比較して評価、判定した。その結果、ニッケル炭の初期放電容量と効率はそれぞれ234mAL/g、43%であり、グラファイトの372mAh/g、99%に比べて著しく劣ることがわかった。ニッケル炭の低性能はメソ孔が発達し、BET表面積も比較的大きいことで説明され、リチウム二次電池負極材としての適性は低いと結論された。
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