JP2007221108A - 活性炭及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】炭素質材料を、温度900℃以上かつ8時間以上で保持して、かつ、反応速度0.06hr−1以下でガス賦活処理を施すことを特徴とする活性炭の製造方法であり、該反応速度が、式(1):
反応速度(hr−1)=(100−V−Y)/(100×T) (1)
(式中、Vは炭素質材料に含まれる揮発分の含有量(重量%)、Yは収率(重量%)、Tは賦活時間(hr)を示す。)
で算出される値である。
【選択図】なし
Description
反応速度(hr−1)=(100−V−Y)/(100×T) (1)
(式中、Vは炭素質材料に含まれる揮発分の含有量(重量%)、Yは収率(重量%)、Tは賦活時間(hr)を示す。)
で算出される値である。
式(1)中、Vは炭素質材料に含まれる揮発分の含有量(重量%)を示し、Yは賦活前の炭素質材料に対する賦活後の活性炭の重量%、即ち収率(重量%)を示し、Tは賦活時間(hr)を示す。
式(2)中、Aは電極の断面積(cm2)を示し、hは活性炭を電極間に挟みこれに一定荷重をかけて体積が変化しなくなるまで圧縮して保持した時の厚さ(cm)を示し、Rは圧縮された活性炭の抵抗(Ω)を示す。具体的には実施例1、図1及び図2を参照。
[実施例1]
平均粒径約0.5cmの破砕状で揮発分16%のヤシ殻炭化品10kgを、設定温度900℃に保持された窒素気流下の小型回転炉に投入して30分間保持した。その後、設定温度は変更せずに窒素の供給を停止した後に、供給速度4kg/hrで水蒸気を予熱炉で600℃に加温した状態で炉内へ投入した。その状態で8時間保持した後に容器へ取り出し、窒素雰囲気下で冷却して賦活化された活性炭を得た(表1)。
式(1)中、Vは炭素質材料に含まれる揮発分の含有量(重量%)を示し、Yは賦活前の炭素質材料に対する賦活後の活性炭の重量%、即ち収率(重量%)を示し、Tは賦活時間(hr)を示す。
上記測定および計算による結果を表2に示す。
式(2)より得られた値を正極及び負極の全体積で除せば電極の体積当たりの比容量(F/ml)が得られ、正極及び負極の全重量で除せば電極の重量当たりの比容量(F/g)が得られた。
なお、式(4)中、Fは先に求めた電極の重量当たりの比容量(F/g)である。
なお、キャパシタ電極を構成する活性炭や電解質等それぞれに抵抗があるため、充電電圧(外部印加電圧)と電極に蓄電された電圧は実際等しくない。つまり、電極等に由来する抵抗に消費される電圧はキャパシタの充電には全く寄与していないため、放電初期に急激な電圧降下を生じる現象が図3の「IRドロップ」である。このIRドロップは計算式からも明白なようにセル内部抵抗と関係があることから、セル内部抵抗を出来るだけ小さくすれば有効充電電圧(=充電電圧−電圧降下)が大きくなりキャパシタ性能も向上することになる。
[実施例2]
平均粒径約0.5cmの破砕状で揮発分16%のヤシ殻炭化品10kgを設定温度950℃に保持された窒素気流下の小型回転炉に投入して30分間保持した。その後、設定温度は変更せずに窒素の供給を停止した後に、供給速度2kg/hrで水蒸気を予熱炉で600℃に加温した状態で炉内へ投入した。その状態で8時間保持した後に容器へ取り出し、窒素雰囲気下で冷却して賦活化した活性炭を得た(表1)。
[実施例3]
平均粒径約0.5cmの破砕状で揮発分16%のヤシ殻炭化品10kgを設定温度1000℃に保持された窒素気流下の小型回転炉に投入して30分間保持した。その後、設定温度は変更せずに窒素の供給を停止した後に、供給速度1kg/hrで水蒸気を予熱炉で600℃に加温した状態で炉内へ投入した。その状態で8時間保持した後に容器へ取り出し、窒素雰囲気下で冷却して賦活化した活性炭を得た(表1)。
[実施例4]
平均粒径約0.5cmの破砕状で揮発分16%のヤシ殻炭化品10kgを、設定温度950℃に保持された窒素気流下の小型回転炉に投入して30分間保持した。その後、設定温度は変更せずに窒素の供給を停止した後に、供給速度1kg/hrで水蒸気を予熱炉で600℃に加温した状態で炉内へ投入した。その状態で16時間保持した後に容器へ取り出し、窒素雰囲気下で冷却して賦活化した活性炭を得た(表1)。
[実施例5]
平均粒径約0.5cmの破砕状で比表面積1000m2/g程度まで予め賦活された揮発分2%のヤシ殻1次賦活品10kgを、設定温度900℃に保持された窒素気流下の小型回転炉に投入して30分間保持した。その後、設定温度は変更せずに窒素の供給を停止した後に、供給速度4kg/hrで水蒸気を予熱炉で600℃に加温した状態で炉内へ投入した。その状態で9時間保持した後に容器へ取り出し、窒素雰囲気下で冷却して賦活化した活性炭を得た(表1)。
[実施例6]
平均粒径約0.5cmの破砕状で揮発分16%のヤシ殻炭化品10kgを、設定温度1050℃に保持された窒素気流下の小型回転炉に投入して30分間保持した。その後、設定温度は変更せずに窒素の供給を停止した後に、供給速度1kg/hrで二酸化炭素を炉内へ投入した。その状態で24時間保持した後に容器へ取り出し、窒素雰囲気下で冷却して賦活化した活性炭を得た(表1)。
[実施例7]
平均粒径約0.5cmの破砕状で比表面積1000m2/g程度まで予め賦活された揮発分2%のヤシ殻1次賦活品10kgを、設定温度950℃に保持された窒素気流下の小型回転炉に投入して30分間保持した。その後、設定温度は変更せずに窒素の供給を停止した後に、供給速度2kg/hrで二酸化炭素を炉内へ投入した。その状態で18時間保持した後に容器へ取り出し、窒素雰囲気下で冷却して賦活化した活性炭を得た(表1)。
[比較例1]
平均粒径約0.5cmの破砕状で揮発分16%のヤシ殻炭化品10kgを、設定温度900℃に保持された窒素気流下の小型回転炉に投入して30分間保持した。その後、設定温度は変更せずに窒素の供給を停止した後に、供給速度8kg/hrで水蒸気を予熱炉で600℃に加温した状態で炉内へ投入した。その状態で6時間保持した後に容器へ取り出し、窒素雰囲気下で冷却して賦活化した活性炭を得た(表1)。
[比較例2]
平均粒径約0.5cmの破砕状で揮発分16%のヤシ殻炭化品10kgを、設定温度950℃に保持された窒素気流下の小型回転炉に投入して30分間保持した。その後、設定温度は変更せずに窒素の供給を停止した後に、供給速度4kg/hrで水蒸気を予熱炉で600℃に加温した状態で炉内へ投入した。その状態で23時間保持した後に容器へ取り出し、窒素雰囲気下で冷却して賦活化した活性炭を得た(表1)。
[比較例3]
平均粒径約0.5cmの破砕状で揮発分16%のヤシ殻炭化品10kgを、設定温度1000℃に保持された窒素気流下の小型回転炉に投入して30分間保持した。その後、設定温度は変更せずに窒素の供給を停止した後に、供給速度2kg/hrで水蒸気を予熱炉で600℃に加温した状態で炉内へ投入した。その状態で6時間保持した後に容器へ取り出し、窒素雰囲気下で冷却して賦活化した活性炭を得た(表1)。
[比較例4]
平均粒径約0.5cmの破砕状で揮発分16%のヤシ殻炭化品10kgを、設定温度850℃に保持された窒素気流下の小型回転炉に投入して30分間保持した。その後、設定温度は変更せずに窒素の供給を停止した後に、供給速度2kg/hrで水蒸気を予熱炉で600℃に加温した状態で炉内へ投入した。その状態で23時間保持した後に容器へ取り出し、窒素雰囲気下で冷却して賦活化した活性炭を得た(表1)。
[比較例5]
平均粒径約0.5cmの破砕状で比表面積1000m2/g程度まで予め賦活された揮発分2%のヤシ殻1次賦活品10kgを、設定温度950℃に保持された窒素気流下の小型回転炉に投入して30分間保持した。その後、設定温度は変更せずに窒素の供給を停止した後に、供給速度1kg/hrで二酸化炭素を炉内へ投入した。その状態で6時間保持した後に容器へ取り出し、窒素雰囲気下で冷却して賦活化した活性炭を得た(表1)。
Claims (7)
- 炭素質材料を、温度900℃以上かつ8時間以上で保持して、かつ、反応速度0.06hr−1以下でガス賦活処理を施すことを特徴とする活性炭の製造方法であり、該反応速度が、式(1):
反応速度(hr−1)=(100−V−Y)/(100×T) (1)
(式中、Vは炭素質材料に含まれる揮発分の含有量(重量%)、Yは収率(重量%)、Tは賦活時間(hr)を示す。)
で算出される値である。 - 炭素質材料を賦活温度900℃未満で1次賦活した後に、請求項1に記載の条件で2次賦活を施すことを特徴とする活性炭の製造方法。
- 炭素質材料がヤシ殻又はその炭化物である請求項1又は2に記載の活性炭の製造方法。
- 請求項1〜3のいずれかに記載の活性炭の製造方法により製造される活性炭。
- 圧縮時導電率が2.0S/cm以上であり、かつ窒素吸着法により測定したBET比表面積が1500〜3000m2/gであることを特徴とする活性炭。
- 請求項4又は5に記載の活性炭を含む電極。
- 請求項6に記載の電極を備えた電気二重層キャパシタ。
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- 2007-01-16 JP JP2007006849A patent/JP2007221108A/ja active Pending
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