2021 Fiscal Year Annual Research Report
Development of wood-based carbon as supercapacitor electrodes recyclable for high CO2 storage material
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19K12396
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
畑 俊充 京都大学, 生存圏研究所, 講師 (10243099)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
本間 千晶 地方独立行政法人北海道立総合研究機構, 森林研究本部 林産試験場, 主任主査 (70446334)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | CO2吸蔵 / リサイクル / 木質系バイオマス / ウルトラミクロ孔 / 電気⼆重層キャパシタ電極 / 窒素ドープ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
多孔質炭素材料の比表面積の向上、およびミクロ孔やメソ孔の発達には、賦活処理が有効である。賦活処理においてCO2や水蒸気を用いた物理賦活が一般に用いられており、洗浄工程が不要で経済的であるというメリットがある。一方、多孔質炭素材料の特性であるCO2ガス吸着において、ミクロ孔の存在が重要であり、吸着物質が細孔内にスムーズに拡散するためには細孔分布の最適化が必要であるといわれている。本研究では、木質熱処理物の有効利用を目指した新たな機能付与に向け、アンモニアを吸着した木質熱処理物を賦活して得られた活性炭の用途開発を目的とし、賦活により得られたトドマツ活性炭の特性解明を行った。
原料のトドマツ材木粉を循環式オーブンにて空気雰囲気下350℃で熱処理し、トドマツ材熱処理物を得、気相処理によって、アンモニア、エチルアミンを吸着させたトドマツ材熱処理物を調製した。室温～800℃（窒素気流下50ml/min）、昇温速度21～23℃/minの条件で加熱後、ガス賦活を行った。CO2賦活では、800℃ 30分保持（CO2気流下50ml/min）、賦活後自然放冷（窒素気流下50ml/min）、水蒸気賦活では800℃ 5分保持（水蒸気通気）、800℃ 25分保持（窒素気流下50ml/min）で、賦活後自然放冷し（窒素気流下 50ml/min）、0℃における CO2吸脱着等温線を得て、吸着等温線から比表面積、細孔径容積および細孔分布を求めた。
水蒸気賦活を行ったトドマツ材熱処理物の表面積が最も高い値となった。メソ孔とミクロ孔の両方が適度に発達した結果と思われる。トドマツ材処理物の充放電測定を行った結果、急速充放電が可能かどうかの観点から、水蒸気賦活アンモニア処理物の入出力特性が優れていることが分かった。
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Research Products
(6 results)
