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植物組織の選択溶出による細孔制御と難燃効果を利用した電気化学キャパシタ電極の開発

研究課題

研究課題/領域番号 26410253
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 デバイス関連化学
研究機関九州工業大学

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)

連携研究者 横野 照尚  九州工業大学, 大学院工学研究院, 教授 (10203887)
西田 治男  九州工業大学, 大学院生命体工学研究科, 教授 (50330238)
研究協力者 鶴羽 正幸  
研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016年度)
配分額 *注記
5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
2016年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2015年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2014年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
キーワード電気二重層キャパシタ / 炭素材料 / 竹 / 活性炭 / 難燃効果 / 脱リグニン / 脱リグニン処理 / バイオマス / 加圧熱水処理 / キシロオリゴ糖
研究成果の概要

過酢酸法により竹からリグニンを選択的に溶出させて、組織構造を保持したままで脱リグニンできることを確認した。その脱リグニンした竹粉末に、セルロースに対して難燃効果を有するリン酸グアニジンを添加して加熱炭素化を行うと、得られる炭素材料に窒素とリンを添加できることを見出した。その炭素材料に二酸化炭素賦活を行うと約2000m2g-1の活性炭が得られ、高い静電容量を有した。

報告書

(4件)
  • 2016 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2015 実施状況報告書
  • 2014 実施状況報告書
  • 研究成果

    (28件)

すべて 2017 2016 2015 2014

すべて 雑誌論文 (11件) (うち査読あり 11件、 謝辞記載あり 4件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (15件) (うち招待講演 2件) 産業財産権 (2件)

  • [雑誌論文] Partial Delignification as Pretreatment for Nanoporous Carbon Material from Biomass2016

    • 著者名/発表者名
      T. Tsubota, D. Nagata, S. Kamimura, T. Ohno
    • 雑誌名

      Journal of Nanoscience and Nanotechnology

      巻: 23 ページ: 349-355

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Attempt to prepare porous carbon from lignin framework in bamboo as an electrode of electric double layer capacitor2016

    • 著者名/発表者名
      T. Tsubota, T. Yamaguchi, N. Murakami, T. Ohno
    • 雑誌名

      Wood Carbonization Research

      巻: 12 ページ: 44-51

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] New approach for synthesis of activated carbon from bamboo2016

    • 著者名/発表者名
      T. Tsubota, M. Morita, S. Kamimura, T. Ohno
    • 雑誌名

      Journal of Porous Materials

      巻: 23 ページ: 349-355

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書 2015 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Photoelectrochemical CO2 reduction by a p-type boron-doped g-C3N4 electrode under visible light2016

    • 著者名/発表者名
      N. Sagara, S. Kamimura, T. Tsubota, T. Ohno
    • 雑誌名

      Applied Catalysis B-Environmental

      巻: 192 ページ: 193-198

    • NAID

      120006395351

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] (Au@Ag)@Au double shell nanoparticles loaded on rutile TiO2 for photocatalytic decomposition of 2-propanol under visible light irradiation2016

    • 著者名/発表者名
      S. Kamimura, T. Miyazaki, M. Zhang, Y.Q. Li, T. Tsubota, T. Ohno
    • 雑誌名

      Applied Catalysis B-Environmental

      巻: 2016 ページ: 255-262

    • NAID

      120006500859

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Catalytic Graphitization for Preparation of Porous Carbon Material Derived from Bamboo Precursor and Performance as Electrode of Electrical Double-Layer Capacitor2015

    • 著者名/発表者名
      T. Tsubota, Y. Maguchi, S. Kamimura, T. Ohno, T. Yasuoka, H. Nishida
    • 雑誌名

      Journal of Electronic Materials

      巻: 44 ページ: 4933-4939

    • NAID

      120005890548

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Attempt of Deposition of Ag-Doped Amorphous Carbon Film by Ag-Cathode DC Plasma with CH4 Flow2015

    • 著者名/発表者名
      Tsubota, T; Kuratsu, K; Murakami, N; Ohno, T
    • 雑誌名

      JOURNAL OF NANOSCIENCE AND NANOTECHNOLOGY

      巻: 15 号: 6 ページ: 4619-4631

    • DOI

      10.1166/jnn.2015.9759

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Performance of carbon material derived from starch mixed with flame retardant as electrochemical capacitor2014

    • 著者名/発表者名
      Tsubota, T; Morita, M; Murakami, N; Ohno, T
    • 雑誌名

      JOURNAL OF POWER SOURCES

      巻: 267 ページ: 635-640

    • DOI

      10.1016/j.jpowsour.2014.05.140

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Spherical Activated Carbon Derived from Spherical Cellulose and Its Performance as EDLC Electrode2014

    • 著者名/発表者名
      Tsubota, T; Nagata, D; Murakami, N; Ohno, T
    • 雑誌名

      JOURNAL OF APPLIED POLYMER SCIENCE

      巻: 131 号: 20 ページ: 40950-40950

    • DOI

      10.1002/app.40950

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Synthesis of nanofibrous carbon with herringbone structure on Ni-supported SiC particles using hot CVD apparatus2014

    • 著者名/発表者名
      Tsubota, T; Matsuo, H; Murakami, N; Ohno, T; Yajima, H
    • 雑誌名

      DIAMOND AND RELATED MATERIALS

      巻: 48 ページ: 104-109

    • DOI

      10.1016/j.diamond.2014.07.009

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Improvement of Thermoelectric Performance for Sb-Doped SnO2 Ceramics Material by Addition of Cu as Sintering Additive2014

    • 著者名/発表者名
      Tsubota, T; Kobayashi, S; Murakami, N; Ohno, T
    • 雑誌名

      JOURNAL OF ELECTRONIC MATERIALS

      巻: 43 号: 9 ページ: 3567-3573

    • DOI

      10.1007/s11664-014-3227-x

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] メソ細孔を有する竹由来炭素材料の調製と電気二重層キャパシタへの応用2017

    • 著者名/発表者名
      鳥越悠太郎,坪田敏樹
    • 学会等名
      表面技術協会第135回講演大会
    • 発表場所
      東洋大学川越キャンパス
    • 年月日
      2017-03-09
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 竹のカスケード利用によるキシロオリゴ糖の製造と電気二重層キャパシタ電極用炭素材料の開発2017

    • 著者名/発表者名
      坪田敏樹、石本航太郎、熊谷聡、林信行
    • 学会等名
      第12回バイオマス科学会議
    • 発表場所
      東京大学
    • 年月日
      2017-01-18
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] リグニン濃度がモウソウチク炭の性質に及ぼす影響2016

    • 著者名/発表者名
      坪田敏樹・永田大介・熊谷 聡
    • 学会等名
      第 14 回 木
    • 発表場所
      明星大学日野キャンパス
    • 年月日
      2016-06-09
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 難燃剤を添加した多糖類由来活性炭の作製と電気二重層キャパシタ用電極材料への応用2016

    • 著者名/発表者名
      坪田敏樹
    • 学会等名
      繊維学会西部支部・講演会
    • 発表場所
      熊本県熊本市
    • 年月日
      2016-01-14
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 竹由来活性炭の作製と電気二重層キャパシタ電極材料への応用2016

    • 著者名/発表者名
      坪田敏樹、渡辺裕太、熊谷聡
    • 学会等名
      日本エネルギー学会 西部支部 第1回 学生・若手研究発表会
    • 発表場所
      福岡大学
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 硝酸銅添加による竹を原料としたメソ細孔を有する多孔質炭素材料の作製2016

    • 著者名/発表者名
      鳥越悠太郎、坪田敏樹
    • 学会等名
      日本エネルギー学会 西部支部 第1回 学生・若手研究発表会
    • 発表場所
      福岡大学
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 活性炭電極を利用したCapacitive Deionizationによる脱イオン特性2015

    • 著者名/発表者名
      坪田敏樹、間口雄太、植松将慶
    • 学会等名
      第42回炭素材料学会
    • 発表場所
      大阪府吹田市
    • 年月日
      2015-12-02
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 鋳鉄から取り出した球状黒鉛の炭素材料としての特性2015

    • 著者名/発表者名
      坪田敏樹、鳥越悠太郎、大坪文隆、佐野秀明、吉元昭二、梅谷拓郎
    • 学会等名
      第42回炭素材料学会
    • 発表場所
      大阪府吹田市
    • 年月日
      2015-12-02
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 新しい繊維系活性炭の調製と電気二重層キャパシタ電極としての特性2015

    • 著者名/発表者名
      坪田敏樹
    • 学会等名
      活性炭技術研究会第156回講演会
    • 発表場所
      大阪府大阪市
    • 年月日
      2015-11-04
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] クラーソンリグニンの酸化硬化による植物の組織構造を利用した多孔質炭素材料の作製2015

    • 著者名/発表者名
      永田大介、坪田敏樹、熊谷聡
    • 学会等名
      第13回木質炭化学会大会
    • 発表場所
      北海道旭川市
    • 年月日
      2015-06-04
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 加圧熱水処理したモウソウチクの加熱炭素化と作製した炭素材料の電気二重層キャパシタ電極への応用2015

    • 著者名/発表者名
      井高智仁、熊谷聡、坪田敏樹
    • 学会等名
      第13回木質炭化学会大会
    • 発表場所
      北海道旭川市
    • 年月日
      2015-06-04
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] Effects of mesoporous-silica and guanidine phosphate on carbon material derived from starch as electric double layer capacitor2015

    • 著者名/発表者名
      TOMONAGA, Sho; TSUBOTA, Toshiki; KAMIMURA, Sunao; OHNO, Teruhisa
    • 学会等名
      日本化学会第95春季年会
    • 発表場所
      千葉県船橋市
    • 年月日
      2015-03-26 – 2015-03-28
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 脱リグニン竹由来の活性炭におけるリン酸グアニジン添加の効果と電気二重層キャパシタ電極としての特性評価2014

    • 著者名/発表者名
      森田雅紀・坪田敏樹・村上直也・横野照尚
    • 学会等名
      第41回炭素材料学会
    • 発表場所
      福岡県大野城市
    • 年月日
      2014-12-08 – 2014-12-10
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] リン酸グアニジン添加とCO2 賦活を組み合わせた球状活性炭の合成と電気二重層キャパシタ電極への応用2014

    • 著者名/発表者名
      永田大介,坪田敏樹,村上直也,横野照尚
    • 学会等名
      第51回化学関連支部合同九州大会
    • 発表場所
      福岡県北九州市
    • 年月日
      2014-06-28
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 過熱水蒸気処理により作製した竹短繊維を用いた電気二重層キャパシタ用電極材料の開発2014

    • 著者名/発表者名
      間口雄太,坪田敏樹,村上直也,横野照尚
    • 学会等名
      第51回化学関連支部合同九州大会
    • 発表場所
      福岡県北九州市
    • 年月日
      2014-06-28
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [産業財産権] 多孔質炭素材料の製造方法、多孔質活性炭材料の製造方法、及び電極材料の製造方法2017

    • 発明者名
      坪田敏樹 林信行 熊谷聡 小野寺英晴
    • 権利者名
      セイコーインスツル、九州工業大学、佐賀大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2017-01-10
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [産業財産権] グラフェン層積層ダイヤモンド2015

    • 発明者名
      坪田 敏樹、中尾 基
    • 権利者名
      九州工業大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2015-101455
    • 出願年月日
      2015-05-19
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書

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公開日: 2014-04-04   更新日: 2018-03-22  

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