【公開日：2025.06.10】【最終更新日：2025.04.18】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
24NU0424
利用課題名 / Title
セルロース由来活性炭の収率向上と電気二重層キャパシタ特性
利用した実施機関 / Support Institute
名古屋大学 / Nagoya Univ.
機関外・機関内の利用 / External or Internal Use
外部利用/External Use
技術領域 / Technology Area
【横断技術領域 / Cross-Technology Area】（主 / Main）物質・材料合成プロセス/Molecule & Material Synthesis（副 / Sub）-
【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）その他/Others（副 / Sub）-
キーワード / Keywords
利用者と利用形態 / User and Support Type
利用者名（課題申請者）/ User Name (Project Applicant)
齊藤 丈靖
所属名 / Affiliation
大阪公立大学大学院工学研究科
共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes
ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes
林 育生
利用形態 / Support Type
（主 / Main）技術代行/Technology Substitution（副 / Sub）-
利用した主な設備 / Equipment Used in This Project
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
本研究では、電気二重層キャパシタ（EDLC）の電極材料としての性能向上を目的とし、含窒素有機系難燃剤を用いた活性炭の収率および静電容量の向上を検討している。元素分析を通じて、活性炭中の炭素（C）、水素（H）、窒素（N）、硫黄（S）などの含有量を測定し、収率や電気化学特性との関係を評価する。
実験 / Experimental
分析対象:硫酸メラミン（MS）を添加したセルロース由来活性炭硫酸グアニン（GS）を添加したセルロース由来活性炭メラミン熱分解生成物を添加したセルロース由来活性炭分析装置: CHNS/元素分析装置測定項目: C, H, N, S の質量百分率（wt%）
結果と考察 / Results and Discussion
セルロース由来の活性炭は窒素や硫黄を含まないが、Table 1の元素分析から、硫酸メラミンや硫酸グアニンを添加して得た活性炭は窒素を含んでいる。また、硫黄も最大2.7wt%含有することから、セルロース由来の活性炭の収率向上の原因は、セルロースが活性炭化する過程でガス化した窒素と硫黄が活性炭中に取り込まれ、収率向上に寄与したと考えられる。収率向上に硫酸メラミンが効果的であったことから、硫酸メラミンに含まれるメラミンの効果について検討した。メラミンは融点が345℃であるが、300 ~ 400℃で安定な熱分解物が生成すると報告されており*、その熱分解物を800℃まで加熱するとすべて揮発したため、メラミン熱分解生成物がガス化してセルロースが活性炭化する際に窒素が取り込まれると考え、Table 2にメラミンを各処理温度および時間で調製した熱分解生成物をセルロースに添加し、混合物から調製された活性炭の元素分析を示す。活性炭に窒素が取り込まれていることが確認でき、メラミンを360, 370℃での保持時間の増加につれ、活性炭に取り込まれる窒素の量が減少する傾向がある。
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
Table 1 Elemental analysis of activated carbons from cellulose with melamine sulfate or guanine
Table 2 Elemental analysis of activated carbons from cellulose with melamine pyrolysis product with different temperature and hold time
その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)
*L. Costa and G. Camino: “Thermal behaviour of melamine,” J. Therm. Anal. Calorim., Vol. 34, No. 2, pp. 423–429, 1988
成果発表・成果利用 / Publication and Patents
論文・プロシーディング（DOIのあるもの） / DOI (Publication and Proceedings)
口頭発表、ポスター発表および、その他の論文 / Oral Presentations etc.
特許 / Patents
特許出願件数 / Number of Patent Applications：0件
特許登録件数 / Number of Registered Patents：0件