| 研究課題/領域番号 |
17K06031
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
デバイス関連化学
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| 研究機関 | 九州工業大学 |
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研究代表者 |
坪田 敏樹 九州工業大学, 大学院工学研究院, 准教授 (10304750)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2019年度)
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| 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)
2019年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2018年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2017年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
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| キーワード | 電気二重層キャパシタ / 竹 / 活性炭 / 加圧熱水処理 / 賦活 / バイオ炭 / カスケード利用 / 二段階賦活 / 水酸化カリウム賦活 / 塩化亜鉛賦活 / リン酸賦活 / 二酸化炭素賦活 / 多段階賦活 / 炭素材料 / バイオマス |
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| 研究成果の概要 |
植物組織から加圧熱水処理によりヘミセルロースを選択的に抽出して機能物質として利用し、固体残渣から多孔質炭素材料を作製することで植物組織を最大限活用する発想で研究を行った。具体的には、加圧熱水処理によりキシロオリゴ糖を取り出した竹残渣を原料として、様々な賦活条件を試みて高性能な電気二重層キャパシタ電極材料を作製する条件を探索した。KOH賦活によりBET比表面積2000 m2 g-1以上の試料を作製できることを見出した。また細孔径制御のため二段階賦活を行い、二段階賦活によりわずかに性能が向上することがわかった。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
学術的意義としては、加圧熱水処理後の竹固体残渣を原料として、従来の賦活剤(KOH、ZnCl2、H3PO4)で賦活ができること、賦活剤の種類や反応条件に依存して細孔径分布や表面積が変化すること、がわかった。さらに、加圧熱水処理により灰分が大きく減少することがわかった。この結果から竹に含まれる無機成分が加圧熱水処理することで水相に可溶化することがわかった。社会的意義としては、無秩序に拡大する竹林の対策として竹から高付加価値製品を段階的に生産する「竹のカスケード利用」を実証することができた。
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