【公開日：2025.06.10】【最終更新日：2025.04.25】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
24NU0447
利用課題名 / Title
Zn-C電池から用いたリサイクルグラファイトのリチウム電池への活用
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
内部利用（ARIM事業参画者以外）/Internal Use (by non ARIM members)
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）次世代ナノスケールマテリアル/Next-generation nanoscale materials（副 / Sub）革新的なエネルギー変換を可能とするマテリアル/Materials enabling innovative energy conversion
キーワード / Keywords
Carbon, Recycle graphite, LIB,ナノカーボン/ Nano carbon,二次電池/ Secondary battery
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)
蔡 尚佑
所属名 / Affiliation
名古屋大学未来社会創造機構
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
利用形態 / Support Type
（主 / Main）機器利用/Equipment Utilization（副 / Sub）,技術相談/Technical Consultation
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、Zn-Cから抽出したリサイクルグラファイトの不純物の相対量や元素を確認するために蛍光X線分析装置 （XRF）を用いた。グラファイトは熱処理や塩基処理の後不純物が一部除去されると予想された。しかし、その量はXPSで測るには低かったためXRFを用いてもっと精密な分析を行った。
実験 / Experimental
本実験で使用したZn-C電池から用いられた。Zn-C電池の中心部にはエレクトロンコレクターとして使われた黒鉛棒が存在し、その物性は電池が使われた後にも劣化されず結晶性を維持しているが主に捨てられたり燃やされる。炭素排出量を削減するためにはこのグラファイトもリサイクルする必要がある。黒鉛棒は粉砕機で壊され小さい粒子にした。その次はふるいで100μ以下のサンプルだけを集めた。その後、熱処理や塩基処理などによって不純物を除去または表面を活性させた。
結果と考察 / Results and Discussion
未処理のリサイクルグラファイト（RG）には、亜鉛、マンガン、鉄、アルミニウム、シリコン、硫黄などの金属および非金属不純物が多く含まれていた。これらの不純物は、Zn–C電池のアノード、カソード、外装、電解質残留物に由来するものである。KOH処理後、亜鉛やマンガンなどのアルカリ条件下で溶解しやすい金属は顕著に除去され、アルカリ洗浄による不純物除去の有効性が示された。また、熱処理によっても特定の不純物、特に揮発性を持つ亜鉛の除去に効果が見られた。熱処理とKOH処理を組み合わせたRG H–K試料では、全体的な不純物濃度が大幅に低下し、市販のグラファイト（CG）と同等、あるいはそれ以上の純度に達していることが確認された。
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)
なし。
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