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多孔質カーボンナノ構造物、多孔質カーボンナノ構造物の製造方法及び電気二重層キャパシタ UPDATE コモンズ

国内特許コード P150012218
整理番号 N14096
掲載日 2015年8月24日
出願番号 特願2015-069894
公開番号 特開2016-188163
出願日 平成27年3月30日(2015.3.30)
公開日 平成28年11月4日(2016.11.4)
発明者
  • 金 翼水
  • マヤクリシュナン ゴピラマン
  • 原 国豪
  • ▲ドウン▼ 典
出願人
  • 国立大学法人信州大学
  • 株式会社エヌツーセル
発明の名称 多孔質カーボンナノ構造物、多孔質カーボンナノ構造物の製造方法及び電気二重層キャパシタ UPDATE コモンズ
発明の概要 【課題】電気二重層キャパシタの電極としたときに良好な特性を得ることが可能となり、かつ、環境負荷を小さくすることが可能となる多孔質カーボンナノ構造物、当該多孔質カーボンナノ構造物の製造方法及び、当該多孔質カーボンナノ構造物を用いた電気二重層キャパシタの提供。
【解決手段】トウモロコシのひげ、葉、穂軸、茎及び根のうち少なくとも1種類を含む構造物原料を炭化させて得られた比表面積が1400m/g以上で細孔容積が0.5cm/g以上である、多孔質カーボンナノ構造物。
【選択図】図9
従来技術、競合技術の概要


近年、蓄電体として、電気二重層という現象を利用した電気二重層キャパシタ(EDLCや電気二重層コンデンサともいう。)が注目されている。電気二重層キャパシタは、他のキャパシタと比較して蓄電量が多く、蓄電池と比較して充放電にかかる時間が短く、かつ、製品寿命が長い(繰り返しの使用に強い)という特徴がある。



電気二重層キャパシタの電極を構成する材料としては、比表面積が大きいものを用いることが好ましく、活性炭が一般的に用いられている(例えば、特許文献1参照。)。また、当該材料としては、活性炭の他にカーボンナノチューブ等の微細炭素構造物を含むものを用いる場合もある。

産業上の利用分野


本発明は、多孔質カーボンナノ構造物、多孔質カーボンナノ構造物の製造方法及び電気二重層キャパシタに関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
トウモロコシのひげ、葉、穂軸、茎及び根のうち少なくとも1種類を含む構造物原料を炭化させて得られたものであることを特徴とする多孔質カーボンナノ構造物。

【請求項2】
請求項1に記載の多孔質カーボンナノ構造物において、
比表面積が1400m/g以上であることを特徴とする多孔質カーボンナノ構造物。

【請求項3】
請求項1及び2に記載の多孔質カーボンナノ構造物において、
細孔容積が0.5cm/g以上であることを特徴とする多孔質カーボンナノ構造物。

【請求項4】
請求項1~3のいずれかに記載の多孔質カーボンナノ構造物において、
比容量が200F/g以上であることを特徴とする多孔質カーボンナノ構造物。

【請求項5】
トウモロコシのひげ、葉、穂軸、茎及び根のうち少なくとも1種類を含む構造物原料を準備する第1工程と、
前記構造物原料を炭化させる第2工程とをこの順序で含むことを特徴とする多孔質カーボンナノ構造物の製造方法。

【請求項6】
請求項5に記載の多孔質カーボンナノ構造物の製造方法において、
前記第2工程は、前記構造物原料を熱処理する第1副工程と、前記第1副工程を経た前記構造物原料を活性化剤と混合し、その後、焼成により前記構造物原料を活性化処理する第2副工程とをこの順序で含むことを特徴とする多孔質カーボンナノ構造物の製造方法。

【請求項7】
請求項6に記載の多孔質カーボンナノ構造物の製造方法において、
前記熱処理は、室温から第1所定温度になるまでは所定の温度上昇率で徐熱し、前記第1所定温度となった後は前記第1所定温度を保ったまま所定時間加熱して行うことを特徴とする多孔質カーボンナノ構造物の製造方法。

【請求項8】
請求項7に記載の多孔質カーボンナノ構造物の製造方法において、
前記第1所定温度は、200~400℃の範囲内にあることを特徴とする多孔質カーボンナノ構造物の製造方法。

【請求項9】
請求項5~8のいずれかに記載の多孔質カーボンナノ構造物の製造方法において、
前記第2副工程における前記活性化処理は、不活性ガス雰囲気下で行うことを特徴とする多孔質カーボンナノ構造物の製造方法。

【請求項10】
請求項5~9のいずれかに記載の多孔質カーボンナノ構造物の製造方法において、
前記第2副工程における前記活性化処理は、450~850℃の範囲内で行うことを特徴とする多孔質カーボンナノ構造物の製造方法。

【請求項11】
電極の電極成分として炭素系物質を用いた電気二重層キャパシタであって、
前記炭素系物質は、請求項7に記載の多孔質カーボンナノ構造物を含有することを特徴とする電気二重層キャパシタ。

【請求項12】
請求項11に記載の電気二重層キャパシタにおいて、
前記炭素系物質が、実質的に請求項7に記載の多孔質カーボンナノ構造物のみからなることを特徴とする電気二重層キャパシタ。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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出願権利状態 公開
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