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木質系バイオマスを出発物質とした高CO2吸蔵機能を持つ炭素材料の開発

研究課題

研究課題/領域番号 16K05866
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 グリーン・環境化学
研究機関京都大学

研究代表者

畑 俊充  京都大学, 生存圏研究所, 講師 (10243099)

研究協力者 本間 千晶  
Bonnamy Sylvie  
Sulistyo Joko  
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2018年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2017年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2016年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワード木質系バイオマス / CO2吸蔵 / 木質活性炭 / 透過電子顕微鏡 / ガス吸着測定 / 地球温暖化問題 / 画像解析 / CO2吸蔵材 / フェノール樹脂 / セルロースナノファイバー / ウルトラミクロ孔 / 木質由来炭素 / ミクロ孔 / 木質 / パルス通電加熱法 / タマネギ状炭素粒体 / 二酸化炭素排出削減 / 炭素材料 / 二酸化炭素吸蔵 / ナノ材料
研究成果の概要

大気圧下でCO2を吸蔵・回収することによって、地球温暖化問題の解決に資する木質活性炭を開発することを目標とする。その基礎的データを集める目的で、鉄錯体、賦活剤の混合比やCNFのフェノール樹脂への添加率を変えたフェノール樹脂の賦活処理により活性炭を作成し、ガス吸着測定と透過電子顕微鏡(TEM)観察結果からその微細空隙構造を解析し、CO2吸着量に対する影響を調べ、賦活剤の添加量に最適値が存在することがわかった。TEM像の画像解析とガス吸着測定から、CO2を効率的に吸着するためにはウルトラミクロ孔まで到達するまでの移動経路を確保することが重要であることが明らかとなった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究は、炭素の空隙構造を制御することによりなぜCO2吸収能が上がるのかを解明する点で、学術的意義が高い。従来品と比較して圧倒的低コストで製造可能なCO2吸着材を開発することが、地球温暖化問題を解決する糸口になるからである。本研究によって得られる基礎的データは、科学技術イノベーションに寄与し、地球温暖化対策で利用されそこから卓越した成果が期待される。IPCC京都総会で土壌へのバイオ炭投入量が炭素貯留量へ貢献することとなり世界のCO2排出量削減につながる点で、本研究の社会的意義は極めて高いといえる。

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (31件)

すべて 2019 2018 2017 2016 その他

すべて 国際共同研究 (6件) 学会発表 (20件) (うち国際学会 5件、 招待講演 1件) 備考 (5件)

  • [国際共同研究] ICMN, CNRS(フランス)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] ガジャマダ大学(インドネシア)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] ICMN, CNRS, University of Orleans(フランス)

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Universitas Gadjah Mada(インドネシア)

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [国際共同研究]

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [国際共同研究] ICMN CNRS(フランス)

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] セルロースナノファイバー複合フェノール樹脂炭素化物の微細空隙構造がCO2吸着量に及ぼす影響2019

    • 著者名/発表者名
      畑 俊充、大西慶和、井出 勇、本間千晶、田中秀樹、押田京一
    • 学会等名
      第69回日本木材学会大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] セルロースナノファイバー複合化固体フェノール樹脂を電極とした電気二重層キャパシタの開発2018

    • 著者名/発表者名
      大西慶和、畑俊充、Subyakto、 井出勇、 鈴木伸一郎、齊藤丈靖
    • 学会等名
      第16回木質炭化学会研究発表会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 熱硬化フェノール樹脂と木質由来炭素化物の複合化によるCO2吸蔵能の向上2018

    • 著者名/発表者名
      畑 俊充, 大西慶和, 井出 勇
    • 学会等名
      第16回木質炭化学会研究発表会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Improvement of CO2 capture by Fe doped carbonized wood2018

    • 著者名/発表者名
      T.Hata, S.Honma, Y.Onishi, I.Ide, S.Bonnamy, P.Bronsveld, H.Tanaka
    • 学会等名
      CARBON2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] セルロースナノファイバー複合フェノール樹脂炭素化物のCO2吸蔵量の向上2018

    • 著者名/発表者名
      畑 俊充、大西慶和、井出 勇、本間千晶、田中秀樹、押田京一
    • 学会等名
      第45回炭素材料学会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Development of energy storage device from biomass2018

    • 著者名/発表者名
      Hata T., Onishi Y., Ide I., Subyakto, Joko Sulistyo, Yeyen Nurhamiyah, Nanik Indayaningsih and Saito T.
    • 学会等名
      The 6th JASTIP Symposium
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Fe含有木質炭素化物のCO2吸着量の向上2018

    • 著者名/発表者名
      畑 俊充, 本間千晶, 大西慶和, 井出 勇
    • 学会等名
      第68回日本木材学会大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] フェノール樹脂とセルロースナノファイハーの複合炭素材料の充放電特性に及ぼす凍結乾燥処理の影響2018

    • 著者名/発表者名
      大西慶和, 畑 俊充, 井出 勇, 齋藤丈靖, Subyakto, Yusup Amin
    • 学会等名
      第68回日本木材学会大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 熱硬化フェノール樹脂とセルロースナノファイバーを原料とする複合炭素材料の調製2017

    • 著者名/発表者名
      大西慶和、井出勇、畑 俊充、Subyakto, Yusup Amin
    • 学会等名
      第67回日本木材学会大会
    • 発表場所
      福岡
    • 年月日
      2017-03-17
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Preparation and characterization of carbon composite of thermosetting phenol resin and biomass2017

    • 著者名/発表者名
      Y.Onishi, T.Hata, I.Ide, Subyakto, Yusup Amin
    • 学会等名
      Asia research node symposium on humanosphere science
    • 発表場所
      Penang, Malaysia
    • 年月日
      2017-02-20
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] フェノール樹脂・セルロースナノファイバー複合炭素化物の微細構造2017

    • 著者名/発表者名
      大西慶和,井出 勇,畑 俊充, Subyakto Yusup Amin
    • 学会等名
      第15 回木質炭化学会研究発表会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Microstructure analysis of carbonized wood for CO2 capture2017

    • 著者名/発表者名
      Toshimitsu Hata,Sensho Honma, Yoshikazu Onishi, Isamu Ide, Sylvie Bonnamy, Paul Bronsveld
    • 学会等名
      The World Conference on Carbon 2017 (CARBON2017)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Synthesis of carbonized wood for CO2 capture2017

    • 著者名/発表者名
      Toshimitsu Hata,Sensho Honma, Yoshikazu Onishi, Isamu Ide, Sylvie Bonnamy
    • 学会等名
      7th International Conference on Carbon for Energy Storage and Environment Protection (CESEP'17)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] CO2吸蔵のための木質炭素化物の微細構造解析2017

    • 著者名/発表者名
      畑 俊充, 本間千晶, 大西慶和, 井出 勇
    • 学会等名
      第44回炭素材料学会年会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] セルロースナノファイバーを添加したフェノール樹脂炭素化物の電気化学特性2017

    • 著者名/発表者名
      大西慶和, 畑 俊充, 井出 勇, 齋藤丈靖, Subyakto, Yusup Amin
    • 学会等名
      第44回炭素材料学会年会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 木質からのCO2吸蔵多孔質炭素の調製2016

    • 著者名/発表者名
      畑 俊充、本間千晶、大西慶和、井出勇
    • 学会等名
      第43回炭素材料学会年会
    • 発表場所
      千葉
    • 年月日
      2016-12-07
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 熱硬化球状樹脂多孔質炭素化物の調製及び特性2016

    • 著者名/発表者名
      大西慶和、畑 俊充、井出勇, Subyakto, Yusup Amin
    • 学会等名
      第43回炭素材料学会年会
    • 発表場所
      千葉
    • 年月日
      2016-12-07
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Reparation and characterization of carbonized wood with metal ions for CO2 capture2016

    • 著者名/発表者名
      T.Hata, S.Honma, Y.Onishi, I.Ide, S.Bonnamy, and P.Bronsveld
    • 学会等名
      CARBON2016
    • 発表場所
      Pennsyvania, USA
    • 年月日
      2016-07-10
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 熱硬化球状樹脂炭素化物のCO2吸蔵能と細孔構造との関係2016

    • 著者名/発表者名
      大西慶和、畑 俊充、井出勇
    • 学会等名
      第14回木質炭化学会研究発表会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2016-06-09
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 二酸化炭素吸蔵のための木質炭素化物における微細構造制御2016

    • 著者名/発表者名
      畑 俊充、本間千晶、大西慶和、井出勇
    • 学会等名
      第14回木質炭化学会研究発表会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2016-06-09
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [備考] 高CO2吸蔵能をもつ木質炭素の開発

    • URL

      http://www.rish.kyoto-u.ac.jp/mission4_highlight_1/

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [備考] 京都大学生存圏研究所居住圏環境共生分野

    • URL

      http://www.rish.kyoto-u.ac.jp/lih/?page_id=72

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [備考] 京都大学生存圏研究所居住圏環境共生分野ミッション研究室

    • URL

      http://www.rish.kyoto-u.ac.jp/L/hata/

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [備考] ミッション 4:循環材料・環境共生システム

    • URL

      http://www.rish.kyoto-u.ac.jp/mission/mission4/

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [備考] 京都大学生存圏研究所居住圏環境共生分野ミッション研究室

    • URL

      http://www.rish.kyoto-u.ac.jp/L/hata/?page_id=12

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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