| 研究課題/領域番号 |
19K12396
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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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| 審査区分 |
小区分64030:環境材料およびリサイクル技術関連
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
畑 俊充 京都大学, 生存圏研究所, 講師 (10243099)
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| 研究分担者 |
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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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2021年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2020年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2019年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
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| キーワード | 木質バイオマス / CO2吸蔵 / 木質活性炭 / 透過電子顕微鏡 / ガス吸着測定 / リサイクル / ウルトラミクロ孔 / 電気二重層キャパシタ / 木質系バイオマス / 電気⼆重層キャパシタ電極 / 窒素ドープ / CO2吸着 / エネルギー貯蔵 / ガス吸着等温線 / 木質多孔炭 / ボールミリング / 電気二重層キャパシタ電極 / CO2吸蔵材 / オニオン状炭素 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
地球温暖化や化石資源枯渇問題の対策のため、CO2吸蔵材や環境にやさしいエネルギーデバイスの開発を早急に進める必要がある。本研究は、CO２吸蔵機能を兼ね備えたリサイクル可能な電気二重層キャパシタ電極(EDLC）という蓄電池を木質系バイオマスから実現することを目的とする。電極材料として木質バイオマスを利用し、「ウルトラミクロ孔」という特徴的な構造をもつことから静電容量の増大が期待できるとともに、CO2吸着量の増加が期待できる。大気中のCO2を大量に吸蔵することが可能な高性能電気二重層キャパシタ炭素電極を木質から開発することが、エネルギーと環境の両面からの地球温暖化問題解決につながる。
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| 研究成果の概要 |
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ミクロ孔だけでなくメソ孔の存在も必要である、といわれている。水蒸気賦活のみにより得られたトドマツ活性炭の放電容量において、文献値に匹敵する優れた値を得た。エネルギーと環境の両面からの地球温暖化問題解決につながる大気中のCO2を大量に吸蔵することが可能な高性能電気二重層キャパシタ炭素電極を木質から開発することが可能であることを示した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
地球温暖化や化石資源枯渇問題の対策のため、CO2吸蔵材や環境にやさしいエネルギーデバイスの開発を早急に進める必要がある。本研究は、CO2吸着機能を兼ね備えたリサイクル可能な電気二重層キャパシタ電極(EDLC)という蓄電池を木質系バイオマスから実現することを目的とする。水蒸気賦活を行うことで木質炭素内に高次階層化が生じ、マクロ孔～ミクロ孔～ウルトラミクロ孔が連続的に繋がった高機能多孔質活性炭を生成した。CO2吸蔵機能を兼ね備えたリサイクル可能な電気二重層キャパシタ電極(EDLC)という蓄電池を木質系バイオマスというリサイクル可能な環境材料から実現した点で、社会的・学術的意義が極めて高い。
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