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2010 Fiscal Year Annual Research Report

鉄触媒炭化二段法によるウッドリファイナリーの構築とナノ炭素からの高機能材料の開発

Research Project

Project/Area Number 21380106
Research InstitutionKitami Institute of Technology

Principal Investigator

鈴木 勉  北見工業大学, 工学部, 教授 (20125389)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 玉井 久司  広島大学, 工学研究科, 准教授 (40106802)
田中 一宏  山口大学, 大学院・理工学研究科, 准教授 (30188289)
岡崎 文保  北見工業大学, 工学部, 准教授 (10213927)
斉藤 幸惠  東京大学, 農生科研究科, 准教授 (30301120)
Keywordsバイオマス / 鉄触媒炭化 / 二元機能ナノ炭素 / 導電性フィラー / 高分子液相吸着能 / 電気二重層キャパシタ / 分離膜
Research Abstract

(1)木材の流体燃料化に及ぼす鉄触媒の効果:カラマツ(針葉樹)とダケカンバ(広葉樹)に鉄塩としてFe(OH)(CH_3COO)_2,ニッケル塩としてNi(CH_3COO)_2・4H_20をそれぞれ金属として3%,2%水溶液含浸で添加した後,室温から900℃まで昇温,1h保持し,この間に留出する油分(クロロホルム可溶分)とガス分を同定,定量した。その結果,両樹種ともに鉄はニッケルと同程度に300-500℃で留出する油分の脱酸素・低分子量化を促進し,油分の発熱量は無添加油分の1.2倍に増加した。また,鉄は500℃以上で発生する可燃ガス分,特に水素の発生量を無添加の1.8倍に増加させ,発熱量では1.4倍となった。さらに,H_2/CO比は3近くに達した。この可燃ガス発生量促進,組成改質効果はニッケルのそれらと同等で,十分満足しうるものであった。従って,鉄触媒炭化法が機能性炭素+流体燃料共生産法として実操業が有望であることが判明した。(2)850℃鉄触媒炭化炭の導電性能と液相高分子吸着能:カラマツの850℃鉄触媒炭化炭について。酸洗浄-450℃空気酸化という後処理を適用すると,導電性能が市販の高級品ケッチェンブラックと同等以上に達することを明らかにした。また,酸洗浄-800℃水蒸気エッチングを行い,糖や染料の吸着能が市販のクロマト用活性炭を上回ることを明らかにした。(3)500℃鉄触媒炭化炭の電気二重層キャパシタ(EDLC)電極性能:カラマツの500℃鉄触媒炭化炭のKOH賦活を800℃_1h行い,引き続き酸洗浄-粉砕すると,その重量基準,体積基準のEDLC容量は市販の当目的用ヤシガラ活性炭のそれぞれ1.5倍,2.2倍に達した。また,レート特性も優れていることから,この鉄炭は本電極用炭素素材として高い適正を備えていることが分かった。(4)その他:カラマツ500℃鉄触媒炭化炭の水蒸気ガス化を行い,800℃における高効率水素製造を確認した。カラマツ900℃ニッケル触媒炭化炭の硫酸インターカレーションを行い,ナノレベルでのインターカレーション適性の高さを明らかにした。

  • Research Products

    (18 results)

All 2011 2010 Other

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 3 results) Presentation (13 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] 木質バイオマスの鉄触媒炭化による流体燃料と機能性炭素の併産2011

    • Author(s)
      鈴木勉, 川上大輔, 鈴木京子, 服部和幸
    • Journal Title

      日本エネルギー学会誌

      Volume: 90 Pages: 541-546

    • DOI

      ISSN 0916-8753,CODEN:JJIECE

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Sulfuric Acid Intercalation and Exfoliation of Nano Shell Carbon from Ni-catalyzed Wood Char2011

    • Author(s)
      Y.Saito, K.Kuwata, K.Suzuki, T.Suzuki
    • Journal Title

      Journal of MRS

      Volume: (未定(掲載は確定))

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Production of Functional Carbon by Iron-Catalyzed Carbonization of Biomass - Effect of Washing with Acid Followed by Atmospheric Oxidation on the Electroconductivity of Crvstallized Mesonorous Wood Carbon-2011

    • Author(s)
      T.Suzuki, T.Shinomoto, H.Matsuzaki, K.Suzuki, N.Okazaki, Y.Saito, H.Kita, H.Tamai
    • Journal Title

      Journal of MRS

      Volume: (未定(掲載は確定))

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Steam-gasification reactivity of iron-loaded eucalyptus char prepared by carbonization at 500℃2010

    • Author(s)
      T.Suzuki, T.Masaki, Y.Umezawa, H.Monobe, T.Noma
    • Journal Title

      Renewable Energy 2010 Proceedings

  • [Presentation] 鉄触媒二段炭化によるウッドリファイナリー2011

    • Author(s)
      鈴木勉, 鈴木京子, 岡崎文保, 玉井久司, 喜多英敏, 斎藤幸恵
    • Organizer
      第16回日本木材学会大会
    • Place of Presentation
      京都,京都大学農学部
    • Year and Date
      2011-03-18
  • [Presentation] 鉄担持木炭からの電気二重層キャパシタ用電極炭素の開発2011

    • Author(s)
      小泉祐太, 坂下修也, 鈴木京子, 鈴木勉, 玉井久司
    • Organizer
      第16回日本木材学会大会
    • Place of Presentation
      京都,京都大学農学部
    • Year and Date
      2011-03-18
  • [Presentation] 鉄触媒炭化木炭の高分子液相吸着性能に及ぼす水蒸気エッチングの効果2011

    • Author(s)
      竹田龍真, 前田洋介, 鈴木京子, 鈴木勉
    • Organizer
      第6回バイオマス科学会議
    • Place of Presentation
      大阪,大阪大学コンベンションセンター
    • Year and Date
      2011-01-13
  • [Presentation] Production of Functional Carbon by Iron-Catalyzed Carbonization of Biomass2010

    • Author(s)
      T.Suzuki
    • Organizer
      第20回日本MRS学術シンポジウム
    • Place of Presentation
      横浜,横浜市開港記念会館 招待講演
    • Year and Date
      2010-12-21
  • [Presentation] Application of Wood Carbon Obtained by Iron-Catalyzed Carbonization at 850℃ as an Electroconductive Filler2010

    • Author(s)
      T.Shinomoto, H.Matsuzaki, K.Suzuki, T.Suzuki
    • Organizer
      第20回日本MRS学術シンポジウム
    • Place of Presentation
      横浜,横浜市開港記念会館
    • Year and Date
      2010-12-21
  • [Presentation] Permeation Properties of Carbon Membranes Derived from Wood Tar2010

    • Author(s)
      T.Nishimura, K.Kakane, T.Koga, H.Kita, T.Suzuki, Y.Kurimoto
    • Organizer
      第20回日本MRS学術シンポジウム
    • Place of Presentation
      横浜,横浜市開港記念会館
    • Year and Date
      2010-12-21
  • [Presentation] Sulfuric Acid Intercalation and Exfoliation of Ni-Catalyzed Wood Char with Developed Turbostratic Structure2010

    • Author(s)
      Y.Saito, K.Kuwata, K.Suzuki, T.Suzuki
    • Organizer
      第20回日本MRS学術シンポジウム
    • Place of Presentation
      横浜,横浜市開港記念会館
    • Year and Date
      2010-12-21
  • [Presentation] グラファイトシェル構造を持つ鉄触媒木質炭素化物の電顕観察とその性質2010

    • Author(s)
      鈴木京子, 鈴木勉, 斎藤幸恵, 喜多英敏, 佐藤和久, 今野豊彦
    • Organizer
      第37回炭素材料学会年会
    • Place of Presentation
      姫路,姫路市民会館
    • Year and Date
      2010-12-02
  • [Presentation] カラマツ材の鉄とニッケルの共触媒炭化の効果2010

    • Author(s)
      小泉祐太, 鈴木京子, 鈴木勉
    • Organizer
      日本木材学会北海道支部2010年度研究発表会
    • Place of Presentation
      札幌,札幌コンベンションセンター
    • Year and Date
      2010-11-09
  • [Presentation] 鉄担持500℃炭化ユーカリ炭の水蒸気ガス化反応性2010

    • Author(s)
      正木壮宙, 鈴木勉, 梅沢美明, 物部宏之, 野間達也
    • Organizer
      第19回日本エネルギー学会年次大会
    • Place of Presentation
      東京,工学院大学
    • Year and Date
      2010-08-02
  • [Presentation] Steam-gasification reactivity of iron-loaded eucalyptus char prepared by carbonization at 500℃2010

    • Author(s)
      T.Suzuki, T.Masaki, Y.Umezawa, H.Monobe, T.Noma
    • Organizer
      Renewable Energy 2010
    • Place of Presentation
      Pasifico-Yokohama, Japan
    • Year and Date
      2010-07-01
  • [Presentation] Nanostructure and morphology of wood carbon observed by low voltage electron microscopy2010

    • Author(s)
      K.Sato, T.J.Konno, K.Suzuki, T.Suzuki
    • Organizer
      12th Seminar, Recent Trends in Charged Particle Optics and Surface Physics Instrumentation
    • Place of Presentation
      Bystrice and Pernstejnem, Czech Republic
    • Year and Date
      2010-05-31
  • [Presentation] ニッケル,鉄触媒に担持した木タールの熱分解2010

    • Author(s)
      池田雄亮, 石塚文章, 服部和幸, 鈴木京子, 鈴木勉
    • Organizer
      第8回木質炭化学会
    • Place of Presentation
      東京,明星大学
    • Year and Date
      2010-05-27
  • [Remarks]

    • URL

      http://www2.kitami-it.ac-jp/resdb/

URL: 

Published: 2012-07-19  

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