【研究分野】木質科学

【研究領域課題番号】21380106 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

バイオマス / 再生可能エネルギー / ナノ材料 / 鉄触媒炭化 / 二元機能ナノ炭素 / 導電性フィラー / 高分子液相吸着能 / 電気二重層キャパシタ / 分離膜

【研究成果の概要】

針葉樹、広葉樹にFe原料塩を水溶液含浸で金属として3wt%添加し、850℃-1h炭化を行った。500℃以下で生成する軽質タールとこの温度以上で発生する可燃ガスの燃料品質及び結晶性メソ孔炭素の導電性フィラーと高分子液相吸着性能を詳しく調査した。先行する900°C-1hのニッケル炭化と比較した結果、このFe触媒炭化法の機能性炭素と流体燃料を併産するウッドリファイナリー法としての実操業有望性が実証された。このことに関係して、Fe原料塩として硝酸塩より酢酸塩が環境負荷の点から適当であると判定された。さらに、500℃のFe一次炭の新しい用途として電気二重層キャパシタ電極炭素としての適性が700- 900℃CのKOH賦活を行って調査された。量子ドットとして存在する木炭中のFe超微粒子はKOH賦活中にメソ孔を効果的に発達させるので、この目的の市販活性炭より高い電極性能を発揮した。従って、このFe木炭由来電極は実用性が高いと判定された。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2009 - 2011

【配分額】17,680千円 (直接経費: 13,600千円、間接経費: 4,080千円)

【研究分野】林産科学・木質工学

【研究領域課題番号】18580159 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

バイオマス / 触媒炭化 / 機能性ナノ炭素 / 導電性フィラー / メソ孔 / 電気二重層キャパシタキャパシタ / 電気二重層キャパシタ / 木材炭化 / ニッケル / 機能性ナノカーボン / 炭素結晶化

【研究成果の概要】

本研究では、木質バイオマス(主に木材)のエネルギー+マテリアル同時転換法として開発したニッケル触媒炭化法の実操業可能性を議論する目的で、(1)結晶性メソ孔炭素の高効率製造と(2)その適正条件下における高品質流体燃料(軽質油+水素リッチガス)の併産、(3)500℃-900℃二段炭化法の従来の900℃一段法に対する操業優位性、(4)粉砕-酸洗浄という後処理工程の影響、(5)得られた木炭の電極素材としての特性、(6)鉄触媒炭化の代替可能性、(7)結晶炭素(T成分)の生成機構を検討、調査した。得られた成果・結果から、木炭の高機能化に重点をおくこの新しいアプローチが工業的にも学問的にも大きな魅力を備えていることが実証された。

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2006 - 2008

【配分額】4,160千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 660千円)