活性炭表面に接着層を付し水素吸収蔵量を飛躍的に伸ばす

• 研究課題/領域番号: 22655068
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 無機工業材料
• 研究機関: 長岡技術科学大学
• 研究代表者: 斎藤 秀俊 (斉藤 秀俊) 長岡技術科学大学, 工学部, 教授 (80250984)
• 研究分担者: 赤坂 大樹 長岡技術科学大学, 工学部, 助教 (80500983) ; 大塩 茂夫 長岡技術科学大学, 工学部, 技術職員 (90160473)
• 研究期間 (年度): 2010 – 2011
• 研究課題ステータス: 完了 (2011年度)
• 配分額: 3,380千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 180千円); 2011年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円); 2010年度: 2,600千円 (直接経費: 2,600千円)
• キーワード: 比表面積 / 水 / 水素吸蔵 / 活性炭 / 高圧水素 / 水素 / 吸着 / 高圧 / CO2

研究概要

水素を燃料とする燃料電池車や水素の燃焼によって走る水素車に搭載する水素を貯蔵するために、水素6. 5wt%の吸蔵能を有する吸蔵材料の開発が急がれている。水素吸蔵金属などではすでに2wt%に達しているものの、それを凌駕する材料の出現に至っていない。
われわれは比表面積2500m^2/gに及ぶスーパー活性炭を開発し、12MPaの高圧水素下において吸蔵量を測定したが、室温では0. 6wt%を越すことがなかった。ところが77Kにおいて同様な実験を行ったところ、吸蔵量がいっきに6. 5wt%を超えるようになった。さらに1. 1nmのミクロ孔の容量が増加するに従い、吸蔵量が増えるという事実も見出した。1. 1nmのミクロ孔の容量と水素吸蔵量とを比較した結果、水素が液化していることを示す計算結果を得た。液化することによって水素吸蔵量がジャンプアップする事実にたどり着いた。同様に二酸化炭素の吸着特性についても確認したところ、1. 25MPaにおいて0. 7g/gの二酸化炭素吸蔵量を示した。
あらかじめ水を吸着した活性炭では、気体吸着において乾燥したそれに比較して落ちることがわかった。

研究成果

• [雑誌論文] Effect of cooling rate of KOH activation process on activated carbons (2012)
  • 著者名/発表者名: Hiroe Tanaka, Ikumi Toda, Hayato Maruyama, Hiroki Ono, Shigeo Ohshio, Hiroki Akasaka, Yoshihisa Tanaka, Syuji Himeno, Toshinori Kokubu, Hidetoshi Saitoh
  • 雑誌名: Transactions of the Materials Research Society of Japan 巻: 37[ 1] ページ: 57-60
  • NAID: 130003399046
• [雑誌論文] Effect of cooling rate of KOH activation process on activated carbons (2012)
  • 著者名/発表者名: H.Saitoh, et.al
  • 雑誌名: Transactions of the Materials Research Society of Japan 巻: 37 ページ: 57-60
  • 査読あり
• [雑誌論文] Hydrogen Storage Ability of Porous Carbon Material Fabricated from Coffee Bean Wastes (2011)
  • 著者名/発表者名: Hiroki Aksaka, Tomokazu Takahata, Ikumi Toda, Hiroki Ono, Shigeo Ohshio, Syuji Himeno, Toshinori Kokubu, Hidetoshi Saitoh
  • 雑誌名: International Journal of Hydrogen Energy 巻: 36 ページ: 580-586
• [雑誌論文] Effect of Chemical Species in Alkali Agents on Pore Structure at Activated Carbon of Rice Husks (2011)
  • 著者名/発表者名: Hiroki Ono, Hiroki Akasaka, Ikumi Toda, Hiroe Tanaka, Takuhiro Watanabe, Satoshi Ooki, Yoshihisa Tanaka, Fujio Takada, Shigeo Ohshio, Syuji Himeno, Toshinori Kokubu, Hidetoshi Saitoh
  • 雑誌名: Transactions of the Materials Reserch Society of Japan 巻: 36[ 4] ページ: 593-597
  • NAID: 130003399028
• [雑誌論文] Effect of Chemical Species in Alkali Agents on Pore Structure at Activated Carbon of Rice Musks (2011)
  • 著者名/発表者名: H.Saitoh, et.al
  • 雑誌名: Transactions of the Materials Research Society of Japan 巻: 36 ページ: 593-597
  • 査読あり
• [雑誌論文] Hydrogen storage ability of porous carbon material fabricated from coffee bean wastes (2011)
  • 著者名/発表者名: H.Akasaka, T.Takahata, I.Toda, H.Ono, S.Ohshio, S.Himeno, T.Kokubu, H.Saitoh
  • 雑誌名: Int.J.Hydrogen Energy 巻: 36 ページ: 580-585
  • 査読あり
• [雑誌論文] Local structural analysis of a-SiCx : H films formed by decomposition of tetramet hylsilane in microwave discharge flow of Ar (2011)
  • 著者名/発表者名: A.Wada., T.Ogaki, M.Niibe, M.Tagawa, H.Saitoh, K.Kanda, H.Ito
  • 雑誌名: Diamond and Related Materials 巻: 20 ページ: 364-367
  • 査読あり
• [雑誌論文] Hydrogen Storage Property of Nanoporous Carbon Materials Prepared from Rice Husks (2009)
  • 著者名/発表者名: T.Ikumi, H.Ono, T.Takahata, S.Ohshio, H.Akasaka, S.Himeno, T.Kokubu, H.Saitoh
  • 雑誌名: Journal of Solid Mechanics and Materials Engineering 巻: 3 ページ: 1306-1311
  • NAID: 130000147520
  • 査読あり
• [雑誌論文] Gas Activation on Carbon Material with Cell Geometry Using Microwave Heating
  • 著者名/発表者名: Ikumi Toda, Tomokazu Takahata, Hiroki Ono, Shigeo Ohshio, Hiroki Akasaka, Syuji Himeno, Toshinori Kokubu, Hidetoshi Saitoh
  • 雑誌名: Transactions of the Materials Research Society of Japan 巻: (in press)
  • NAID: 130003398919
• [学会発表] Hydrogen Storage Property of Activated Carbon Fabricated with Lignins (2012)
  • 著者名/発表者名: Ikumi Toda, Hiroe Toda, Shigeo Ohshio, Hiroki Akasaka, Syuji Himeno, Manami Nakaishi, Hidetoshi Saitoh
  • 学会等名: Abstract of 1^<st> International GIGAKU Conference in Nagaoka(IGCN)
  • 発表場所: Nagaoka University of Technology, Japan
• [学会発表] Surface Change of Boron-Doped Amorphous Carbon Films (2012)
  • 著者名/発表者名: Xiaolong Zhou, Ikumi Toda, Hiroki Akasaka, Shigeo Ohshio, Hidetoshi Saitoh
  • 学会等名: Abstract of 1^<st> International GIGAKU Conference in Nagaoka(IGCN)
  • 発表場所: Nagaoka University of Technology
• [学会発表] Effect of Flow Channel in Steam Activated Carbon Material from Coffee Bean Wastes on Specific Surface Area (2012)
  • 著者名/発表者名: Hiroe Toda, Ikumi Toda, Hiroki Tanikawa, Tomokazu Takahata, Shigeo Ohshio, Hiroki Akasaka, Syuji Himeno, Satoshi Ooki, Yoshihisa Tanaka, Toshinori Kokubu, Hidetoshi Saitoh
  • 学会等名: Abstract of 1^<st> International GIGAKU Conference in Nagaoka(IGCN)
  • 発表場所: Nagaoka University of Technology
• [学会発表] Effect of Flow Channel in Steam Activated Carbon Material from Coffee Bean Wastes on Specific Surface Area (2012)
  • 著者名/発表者名: Hiroe Toda, et.al
  • 学会等名: 1^<st> International GIGAKU Conference in Nagaoka
  • 発表場所: Nagaoka
• [学会発表] Hydrogen Storage Property of Activated Carbon Fabricated with Lignins (2012)
  • 著者名/発表者名: Ikumi Toda, et.al
  • 学会等名: 1^<st> International GIGAKU Conference in Nagaoka
  • 発表場所: Nagaoka
• [学会発表] Evaluation of Gases Adsorption on Activated Carbon Materials in Water (2012)
  • 著者名/発表者名: Takaaki Tsuchiya, et.al
  • 学会等名: 1^<st> International GIGAKU Conference in Nagaoka
  • 発表場所: Nagaoka
• [学会発表] Effect of Meso-pore Structure of Activated Carbons on Hydrogen Storage Ability (2011)
  • 著者名/発表者名: Ikumi Toda, Hiroe Toda, Takuhiro Watanabe, Taka-aki Tsuchiya, Shigeo Ohshio, Hiroki Akasaka, Satoshi Ooki, Yoshihisa Tanaka, Syuji Himeno, Toshinori Kokubu, Hidetoshi Saitoh
  • 学会等名: Abstract of 21^<th> Materials Reserch Society-Japan Academic Symposium, pp91(N-P22-G)
  • 発表場所: Yokohama Opening Plaza, Japan
• [学会発表] Evaluation of Gases Adsorption on Activated Carbon Materials in Water (2011)
  • 著者名/発表者名: Taka-aki Tuchiya, Takumi Yamada, Ikumi Toda, Takuhiro Watanabe, Hisashi Yoshioka, Hiroe Tanaka, Shigeo Ohshio, Hiroki Akasaka, Satoshi Ooki, Yoshihisa Tanaka, Fujio Takada, Syuji Himeno, Toshinori Kokubu, Hidetoshi Saitoh
  • 学会等名: Abstract of 21^<th> Materials Reserch Society-Japan Academic Symposium, pp90(N-P19-M)
  • 発表場所: Yokohama Opening Plaza, Japan
• [学会発表] Effect of Meso-pore Structure of Activated Carbons on Hydrogen Storage Ability (2011)
  • 著者名/発表者名: Ikumi Toda, et.al
  • 学会等名: 21^<th> Materials Research Society-Japan Academic Symposium
  • 発表場所: Yokohama
• [学会発表] アルカリ賦活剤の化学種が多孔質炭素材料の細孔構造に及ぼす影響 (2010)
  • 著者名/発表者名: 渡辺拓寛, 戸田育民, 小野弘樹, 大塩茂夫, 赤坂大樹, 大木智, 田中好久, 高田不二雄, 姫野修司, 國府俊則, 齋藤秀俊
  • 学会等名: 応用物理学会
  • 発表場所: 長崎大学
  • 年月日: 2010-09-15
• [備考]
  • URL: http://hts.nagaokaut.ac.jp