Preparation of Porous Carbon in the Carbon Neutral Era

碳中和时代多孔碳的制备

• 批准号: 22K04689
• 负责人: 豊田 昌宏
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Oita University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K04689/
• 关键词: ハイパーコール; 多孔質炭素; 電気二重層容量（EDLC）; 比表面積; ミクロ孔; 表面官能基; 亜歴青炭; 賦活処理; 多孔質炭素材料; カーボンニュートラル

研究では高品位炭に代わり低品位炭である亜瀝青炭由来HPC(SB-HPC: sub-bituminous coal hyper coal)からの炭素粉末の調製とその特性およびそれのEDLC電極材としての特性を検討した。亜瀝青炭由来HPC(SB-HPC)をピリジン溶液を添加することにより溶解させ， それに貧溶媒を添加することで沈殿として析出させ，粉体を得られる事を明らかにした。さらにそれらを熱処理炭素化することで，多孔質炭素が賦活処理なしで調製できることも明らかにした。そこで，高比表面積の多孔質炭素が賦活処理無しで得られたことから，SB-HPC由来炭素粉末の熱処理温度に対する表面特性とEDCL電極材としての特性を検討した。得られた炭素粉末は主としてミクロ多孔性を有し，熱処理温度の上昇に伴い比表面積は増大し1200 oCで最大1268 m2 g-1を示した。しかしながら，EDLC電極材に適用した場合の容量は，炭素化温度900oC処理で284 F g-1(207 F cm-3)を示した．この結果は，表面積と比例関係にないことが示され，容量については，炭素粉末表面上の含酸素官能基による影響が大きいと推察した。そこで，SB-HPC由来炭素粉末のCO2賦活効果に対する表面特性とEDLC電極材としての特性を検討した。賦活により比表面積は増大し，3 h賦活で1675 m2 g-1を示した。この粉末をEDLC電極材に適用した場合，容量は336 F g-1 (124 F cm-3)を示し，重量あたりの容量は増加したものの，体積あたりの容量は減少した。従って，賦活効果により比表面積および重量あたりの静電容量の増加が認められたが，体積あたりの静電容量が減少したことから，例えば，EDLC電極材として適用した場合には，未賦活の粉末が適していると考えられた。

Research で は high-grade carbon に generation わ り low-grade charcoal で あ る 亜 bituminous coal origin HPC (SB - HPC: sub - bituminous coal the hyper coal) か ら の carbon powder の modulation と そ の features お よ び そ れ の EDLC electrode material と し て の features を beg し 検 た. 亜 bituminous coal origin HPC (SB - HPC) を ピ リ ジ ン solution を add す る こ と に よ り dissolved さ せ, そ れ に poor solvent を add す る こ と で Shen Dian と し て precipitation さ せ, powder を have ら れ る matter を Ming ら か に し た. さ ら に そ れ ら を hot 処 Richard carbon mineralization す る こ と で, porous carbon が activating 処 Richard な し で modulation で き る こ と も Ming ら か に し た. そ こ で, high specific surface area の porous carbon が activating 処 no reason し で have ら れ た こ と か ら, SB - HPC origin carbon powder の hot 処 reason temperature に す seaborne る surface features と EDCL electrode material と し て の features を beg し 検 た. Have ら れ た carbon powder は main と し て ミ ク ロ porous を し, hot 処 Richard temperature rising の に with い large specific surface area は raised し 1200 oC で を maximum 1268 m2 g - 1 in し た. <s:1> ながら, EDLC electrode material に applicable to <s:1> た occasions <s:1> capacity, carbonization temperature 900 ° c processing で284 F g-1(207 F cm-3)を show た た. こ の results は, surface area proportion と masato に な い こ と が shown さ れ, capacity に つ い て は, carbon powder on the surface of の acid element of functionality に よ る が affected き い と push examine し た. そ こ で, SB - HPC origin carbon powder の CO2 activating unseen fruit に す seaborne る surface features と EDLC electrode material と し て の features を beg し 検 た. The specific surface area of the によ によ activation によ increased によ, and 3 h activation で1675 m2 g-1を showed that た た. こ の powder を EDLC に electrode material for し た occasions, capacity は 336 F (124 cm - 3) F g - 1 を し, weight あ た り の capacity は raised plus し た も の の, volume あ た り の capacity は reduce し た. 従 っ て, activating unseen fruit に よ り surface お よ び weight あ た り の の raised が requirement by electrostatic capacity to recognize め ら れ た が, volume あ た り の が reduce electrostatic capacity し た こ と か ら, example え ば, EDLC electrode material と し て applicable し た occasions に は, not activating の powder が optimum し て い る と exam え ら れ た.