2020 Fiscal Year Annual Research Report
Research on cascade utilization of waste capacitors with microbial power generation
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18K11717
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| Research Institution | Fukuoka Institute of Technology |
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Principal Investigator |
田島 大輔 福岡工業大学, 工学部, 准教授 (10531452)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
熊谷 誠治 秋田大学, 理工学研究科, 教授 (00363739)
井上 謙吾 宮崎大学, 農学部, 准教授 (70581304)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 焼酎粕活性炭 / 電気二重層キャパシタ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，使用済み焼酎粕を再利用し，電気二重層キャパシタの比静電容量の向上・製造コストの改善に向けて，活性炭作製の際の賦活剤として利用される水酸化カリウム（KOH）の代替として炭酸カリウム（K2CO3）を使用し，物性評価（熱分析，表面構造，表面官能基，比表面積，細孔分布）と電気化学評価（比静電容量，内部抵抗），活性炭作製のコスト計算について取り組んだ。物性評価においては，焼酎かす単体の場合は200~400 ℃ 付近で熱分解，炭酸カリウムを混ぜ合わせた場合は200~280 ℃，400~500 ℃ の部分的に熱分解が行われる違いがあり質量％に違いが顕著であった。両サンプルの最終的な質量％では焼酎かす単体はおよそ20 % に対し，炭酸カリウムを混ぜ合わせた場合はおよそ55 % と収率が高いことが分かった。焼酎かす単体，焼酎かす炭化物，焼酎かす炭化物を使用し作製したK2CO3賦活焼酎かす活性炭，直接焼酎かすを使用し作製したK2CO3焼酎かす活性炭を比較した結果，異なる表面構造を観察することができた。特にK2CO3焼酎かす活性炭のSEM 画像では，K2CO3による金属カリウムによる炭素間挿入により表面に孔の発現によるメソ孔の確認ができた。電気化学評価においては，K2CO3 賦活活性炭は，先行研究で作製したKOH 賦活焼酎かす活性炭の比静電容量には劣るが，市販活性炭(MSP-20)の比静電容量と近い値，市販活性炭(RP－15)の比静電容量より優れていることが分かった。活性炭作製のコスト計算においては，K2CO3 賦活活性炭はKOH + CO2 賦活活性炭と比較して，3360円（約66％）の電力コストを抑えることができた。よって，活性炭作製におけるコストは消費電力の観点からK2CO3 賦活活性炭の方が低コストで作製できることが分かった。
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