DE69825170T2 - Graphitmaterialien mit mikrodomänen und verfahren zu deren herstellung - Google Patents

Graphitmaterialien mit mikrodomänen und verfahren zu deren herstellung Download PDF

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Description

  • GEBIET DER ERFINDUNG
  • Diese Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von im Mikrobereich graphitischen Materialien durch Verwendung eines Plasmaprozesses und zur Herstellung von neuen mikrokonischen Graphitmaterialien. Der Begriff im Mikrobereich graphitische Materialien bedeutet Fullerene, Kohlenstoff-Nanoröhren, offene konische Kohlenstoffstrukturen (auch genannt Mikrokonen), vorzugsweise flache Graphitblätter oder ein Gemisch aus zwei oder aller davon. Bei dem neuen Kohlenstoffmaterial handelt es sich um offene Kohlenstoff-Mikrokonen mit Gesamtdisklinationsgraden von größer als 60° und/oder 120°, entsprechend Kousnwinkeln von 112,9° bzw. 83,6°.
  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Es besteht gegenwärtig starkes Interesse an neuen Kohlenstoffmaterialien aufgrund ihrer einheitlichen und neuen Eigenschaften. Zum Beispiel können die Kohlenstoffmaterialien zum Erzielen von hoher Wasserstoffenergiespeicherung, zur Verwendung in Reinigungsprozessen sowie für verschiedene Anwendungen im elektronischen/pharmazeutischen Bereich nützlich sein. Die Eigenschaften sind für die Mikrostruktur des Kohlenstoffmaterials empfindlich, das durch den Graphitisierungsgrad und durch Einbringung von anderen Ringen als Hexagone in das Netzwerk variiert werden kann. Fullerene sind Beispiele für neue graphitische Strukturen, wobei die Einbringung von 12 Pentagonen in das hexagonale Netzwerk zu geschlossenen Schalen [1] führt. Kohlenstoff-Nanoröhren sind ebenso ein Beispiel für solche Gegebenheiten [2]. Offene konische Strukturen sind noch ein anderes Beispiel für mögliche graphitische Strukturen, jedoch wurden stets nur drei von fünf möglichen Arten synthetisiert [3, 4, 5].
  • Das neue Interesse an Fullerenen und Nanoröhren ist unter anderem mit deren Verwendung auf dem Gebiet der Wasserstoffspeicherung verbunden. Infolgedessen wird für Nanoröhren eine Wasserstoffspeicherung von erstaunlicherweise 75 Gew.-% genannt [6]. Ist dies der Fall, stellt dies möglicherweise den Durchbruch dar, der ein praktisches System zur Wasserstoffspeicherung zur Verwendung im Beförderungsbereich betrifft. Es wird darauf hingewiesen, dass Brennstoffzellenautos der Zukunft unter Verwendung dieser Speichertechnologie einen Bereich von etwa 8000 km erzielen können.
  • Im Fall von Fullerenen werden mehr als 7 Gew.-% von umkehrbar zugesetzten Wasserstoff erzielt [7, 8, 9]. Fullerene wurden auch in einem Festphasengemisch mit zwischenmetallischen Verbindungen oder Metallen zum Erzielen von hohen Gehalten an Wasserstoff, d.h. 24-26 H-Atome pro Fullerenmolekül erzielt [10].
  • Flaches Graphitmaterial, das aus Stapeln von zweidimensionalen Bögen gebildet ist, weist einen hohen Oberflächenbereich zur Absorption von Gastelementen und -verbindungen auf. Jedoch ist in solchen Materialien der Absorptionsprozess durch Diffusion beschränkt. Je größer der graphitische Bereich ist, desto langsamer ist die Absorption. Von möglichem Interesse wären hochgraphitisierte Materialien, in welchen Bereiche so klein sind, dass das Gastmaterial leicht alle graphitischen Mikrobereiche durch Durchfluss durch die Kohlenstoffmaterialmasse erreicht. Die Zugänglichkeit zu den Mikrobereichen könnte ferner in einigen oder allen der Domänen mit topologischer Disklination verbessert werden, wobei jeder Bereich vorzugsweise eine Disklination von weniger als oder gleich 300° aufweist, um Hohlräume oder Mikroporen für den Fluss des Gastmaterials bereitzustellen.
  • Ein allgemeines Problem mit den gegenwärtigen Verfahren zum Synthetisieren dieser graphitischen Materialien ist die geringe Produktionsausbeute. Die Fullerene werden am Häufigsten durch Verdampfen von Graphitelektroden über Kohlenstoffbogenentladungen in einer reduzierten Inertgasatmosphäre synthetisiert. Es wurde eine Umwandlungsrate in Fullerene von 10-15% genannt, was einer Bildungsrate von nahezu 10 Gramm pro Stunde entspricht [11].
  • Bei dem Kohlenstoffbogenverfahren handelt es sich auch um das am Häufigsten verwendete Verfahren zur Herstellung von Kohlenstoff-Nanoröhren. Nanoröhrenausbeuten von etwa 60% des Kernmaterials wurden bei optimalen Bedingungen erhalten [2]. Immer noch liegt die erzielte Ausbeute in Mengen im Grammbereich.
  • Kleine unspezifizierte Mengen an offenen konischen Kohlenstoffstrukturen werden durch Widerstandserwärmen einer Kohlenstofffolie und Weiterkondensieren des Kohlenstoffdampfes auf einer hochorientierten, pyrolytischen Graphitoberfläche erhalten [3,4]. Die durch dieses Verfahren erzeugten Konuswinkel betrugen etwa 19° [3] und 19° sowie 60° [4]. Ein Widerstandserwärmen eines Kohlenstoffstabs mit weiterer Abscheidung auf kühleren Oberflächen wurde zur Herstellung von Konen mit scheinbaren Konuswinkeln von etwa 39° verwendet [5]. Es kann aus einem kontinuierlichen Graphitbogen gezeigt werden, dass nur 5 Konustypen zusammengeschlossen werden, wobei jeder Bereich einheitlich durch seine topologische Disklination TD definiert ist, die durch die allgemeine Formel bereitgestellt ist: TD = N × 60 Grad, wobei N = 0, 1, 2, 3, 4 oder 5,
  • Die Struktur solcher graphitischen Bereiche kann grob als Graphitbögenstapel mit flachen (N = 0) oder konische Strukturen (N = 1 bis 5) beschrieben werden. Infolgedessen wurden bis jetzt keine zwei darunter beschrieben, die Konuswinkel von 83,6° und 112,9° hielten.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Eine Aufgabe dieser Erfindung ist es, ein neues wie in Anspruch 1 definiertes Verfahren zur Herstellung von im Mikrobereich graphitisierten Materialien bereitzustellen. Das Verfahren liefert große Ausbeutenraten bis zu über 90%.
  • Eine andere Aufgabe dieser Erfindung ist es, ein wie in Anspruch 1 definiertes Verfahren bereitzustellen, das zur Produktion im industriellen Maßstab von im Mikrobereich graphitisierten Materialien geeignet ist.
  • Ferner ist es eine Aufgabe dieser Erfindung ein Verfahren bereitzustellen, das im Mikrobereich graphitisierte Materialien produzieren kann, die zumindest teilweise aus einem neuen hochkristallinen graphitischen Material bestehen, das aus offenen konischen Kohlenstoffstrukturen, die Konuswinkel von 83,6° und 112,9° halten, zusammengesetzt ist. Dies entspricht N = 1 und 2. Der Rest der mikrokonischen graphitisierten Materialien sind entweder Fullerene, Kohlenstoff-Nanoröhren, die anderen offenen Kohlenstoffkonen (N = 3, 4 oder 5), vorzugsweise flache Graphitbögen (N = 0) oder ein Gemisch aus zwei oder mehreren davon.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER FIGUREN
  • 1 zeigt eine schematische Figur des Reaktors und der umgebenden Ausrüstung.
  • 2 zeigt eine Transmisionselektronenmikroskopfotografie der Proben, die verschiedene Typen von offenen mikrokonischen Kohlenstoffen der Erfindung zeigt.
  • 3 zeigt die Projektionswinkel für perfekte graphitische Konen, d.h. 19,2°, 38,9°, 60°, 83,6° und 112,9°, die eine Gesamtdisklination von 300°, 240°, 180°, 120° bzw. 60° darstellen. Zudem ist ein Graphitbogen mit einem Projektionswinkel von 180° und einer Gesamtdisklination von 0° dargestellt.
  • 4A, 4B, 4C, 4D und 4E zeigen Beispiele für Bereiche für jeden in der Erfindung vorliegenden Disklinationstyp von 60°, 120°, 180°, 240° bzw. 300°.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
  • Die Erfindung basiert auf der Zersetzung von Kohlenwasserstoffen in Kohlenstoff und Wasserstoff in einem Prozess auf Plasmabasis. Der Plasmabogen wird in einem Plasmagenerator gebildet, der aus röhrenförmigen Elektroden besteht, wobei die Innenelektrode mit eine elektrischer Gleichspannung mit einer Polarität versorgt wird und die Außenelektrode an die gegensätzliche Polarität eines Netzgeräts gebunden ist. Der Plasmagenerator wird in Verbindung mit einem Zersetzungsreaktor installiert, wobei der Reaktor als definierte Wärmeisolierkammer mit einer Auslassöffnung für Endprodukte bestimmt ist. Das Plasmagas wird aus dem Prozess rückgeführt. Eine weitere Beschreibung für das allgemeine Verfahren und die Ausrüstung ist im Norwegischen Patent der Anmelder NO176522 beschrieben.
  • Die Struktur des erhaltenen Kohlenstoffmaterials hängt von den folgenden drei Prozessparametern ab: der Kohlenwasserstoffzufuhrrate, der Plasmagasenthalpie und der Verweilzeit. Durch Variieren dieser Parameter ist das erhaltene Kohlenstoffmaterial entweder als herkömmlicher Ruß, als im Mikrobereich graphitische Materialien oder als Gemisch aus Beidem erhältlich. In dieser Erfindung beschreiben wir die Prozessparameter zum Optimieren von im Mikrobereich graphitischen Materialien.
  • Die Kohlenwasserstoffe werden im Zersetzungsreaktor in der Umgebung der Plasmabogenzone unter Verwendung einer selbst erfundenen Düse eingebracht, die den Kohlenwasserstoffsprühstoß in axialer Richtung des Reaktors ausrichtet und in solcher Weise konstruiert ist, dass grobe Tröpfchen gebildet werden. Dies dient, wie nachstehend weiter erklärt, zur Verzögerung der Kohlenwasserstoffverdampfung und dadurch zum Optimieren der Bildung von im Mikrobereich graphitischen Materialien.
  • Energie wird zum Erwärmen des Plasmagases von dem Plasmabogen geliefert. Etwas der Energie von dem Bogen wird zum Erwärmen der umgebenden Reaktorwände sowie des Plasmagenerators selbst verwendet. Der erhaltene Energieinhalt des Plasmagases (die Plasmagasenthalpie) ist zum Verdampfen der Kohlenwasserstoffe ausreichend. Die Kohlenwasserstoffe starten einen Crack- und Polymerisationsprozess, was zur Bildung von polycyclischen, aromatischen Kohlenwasserstoffen (PAHs) führt. Die PAHs liegen auf der Basis von die Mikrobereiche bildenden Graphitbögen vor. Die Plasmagasenthalpie wird bei einem solchen Grad gehalten, dass die Hauptfraktion der gasförmigen Kohlenwasserstoffe bei der spezifizierten Zufuhrrate und der verwendeten Verweilzeit die Pyrolysetemperaturen nicht erreicht. Jedoch erhält eine kleine Zufuhrfraktion während der Verweilzeit im Reaktor unweigerlich ausreichend Energie, um die Pyrolysetemperatur zu erreichen, und wird demzufolge zu herkömmlichen Ruß umgewandelt. Diese Fraktion sollte so gering wie möglich gehalten werden.
  • Die PAHs verlassen den Reaktor zusammen mit dem Plasmagas und werden noch einmal als Teil in den Reaktor des Plasmagases eingebracht. Das Plasmagas tritt in die energieintensive Plasmabogenzone ein, wo die PAHs bei einer zweiten Bogenfraktion zu graphitischen Mikrobereichen umgewandelt werden.
  • Die Zufuhrrate des Zufuhrmaterials zum Optimieren von im Mikrobereich graphitischen Materialien liegt im Bereich von 50-150 kg/h in einem vom Erfinder eingesetzten Reaktor, ist jedoch auf diesen Bereich nicht beschränkt. Sowohl geringere als auch höhere Zufuhrmaterialsraten können verwendet werden. Die Ausbeute des im Mikrobereich graphitischen Materials ist unter optimalen Bedingungen größer als 90%. Mindestens 10% dieser Bereiche weisen Gesamtdisklina tionen von größer als 60° auf. Unter Berücksichtigung der verwendeten Zufuhrrate des Zufuhrmaterials werden industrielle Mengen von Kohlenstoffmaterial mit Mikrobereichen erzielt. Durch weiteres Hochskalieren führt dies zu einem Preis, der im selben Bereich wie herkömmlicher Ruß pro Gewichtseinheit des Materials liegt.
  • 1 zeigt eine schematische Zeichnung des Reaktors. Weitere den Reaktor und die umgebende Ausrüstung betreffende Details sind im Norwegischen Patent der Anmelder ON176511 beschrieben.
  • 2 zeigt ein typisches Beispiel für den Gehalt des Materials mit Mikrobereichen. Jedes Stück in der Probe bildet einen einzelnen graphitischen Bereich, und die Ausrichtung der Bögen in jedem Bereich ist typischerweise turbostratisch, wie durch Elektronenmikrokospie bestimmt. Der Durchmesser der Bereiche beträgt typischerweise weniger als 5 μm und die Dicke weniger als 100 Nanometer.
  • Wird ein Konus aus einem nicht unterbrochenem Graphitbogen, außer an der offenen Kante hergestellt, sind aufgrund der Graphitsymmetrie nur fünf mögliche Typen möglich. Diese entsprechen einer Gesamtdisklination von 60°, 120°, 180°, 240° und 300°. Eine Gesamtdisklination von 0° entspricht einem flachen Bereich. 3 zeigt schematisch die Projektionswinkel dieser Strukturen. Beispiele für jeden dieser Bereichstypen sind in den 4A, 4B, 4C, 4D und 4E dargestellt. Es ist wichtig, anzumerken, dass alle der Konen in der Spitze geschlossen sind. Die konischen Bereiche stellen mindestens 10% des Materials dar. Das Material dieser Erfindung besteht aus graphitischen Mikrobereichen mit gut definierten Gesamtdisklinationen TC (Krümmung), die gesonderte durch die nachstehende Formel angegebene Werte aufweisen. TC = N × 60 Grad, wobei N = 0, 1, 2, 3, 4 oder 5, und der effektiven Anzahl an Pentagonen entsprechen, die zum Erzeugen der bestimmten Gesamtdisklination nötig sind.
  • Die Ergebnisse des Prozesses basieren auf Hinweisen darauf, dass die Gesamtdisklination nahezu immer im Keimbildungsstadium bestimmt werden. Es wurde früher gefunden, dass die Wahrscheinlichkeit der Bildung von Pentagonen in den Keimen von der Temperatur abhängt [12]. Infolgedessen kann durch Variieren der Prozessparameter einschließlich, jedoch nicht beschränkt auf der Erhöhung der Reaktionstemperatur die Anzahl an Pentagonen im Keim zunehmen, was zur Bildung von Nanoröhren oder geschlossenen Schalen führt.
  • Die kleine Größe der Bereiche und die Gegenwart von verschiedenen Disklinationen im in der vorliegenden Erfindung hergestellten Graphitmaterial sind für die Einbringung von Gastelementen und -verbindungen nützlich. Der Abstand zwischen den Bereichen stellt Mikroporen für den Fluss des Gastmaterials bereit, sodass es jeden Bereich erreichen kann. Die kleine Größe der Bereiche gewährt eine schnelle Diffusion des Gastmaterials in die und aus der sie zusammensetzenden Schicht.
  • Die Erfindung wird detaillierter in Bezug auf die folgenden Beispiele veranschaulicht, die den Rahmen der vorliegenden Erfindung nicht beschränken sollen. In Beispiel 1 sind die Prozessparameter in solcher Weise ausgewählt, dass herkömmlicher Ruß im ersten (und einzigen) Zyklus der Kohlerwasserstoffe durch den Reaktor gebildet wird. Durch Variieren der Zufuhrrate des Zufuhrmaterials, der Plasmagasenthalpie, der Verweilzeit ist in Beispiel 2 dargestellt, dass beim zweiten Zyklus durch den Reaktor im Mikrobereich graphitische Materialien aus im ersten Zyklus gebildeten PAHs erzeugt werden können.
  • BEISPIEL 1
  • Schweres Brennstofföl wurde auf 160°C erwärmt und unter Verwendung einer selbst erfundenen axial ausgerichteten Düse mit einer Zufuhrrate von 67 kg/h in den Reaktor eingebracht. Der Reaktordruck wurde bei 2 bar gehalten. Wasserstoff wurde als Plasmagas eingesetzt, und die Plasmagasenthalpie betrug 350 Nm3/h, während die Bruttoenergieversorgung von dem Plasmagenerator 620 kW betrug. Dies führte zu einer Plasmagasenthalpie von 1,8 kWh/Nm3 H2. Die verstrichene Zeit vom Einbringen des zerstäubten Öls bis zum Austritt des Produkts aus dem Reaktor betrug etwa 0,23 Sek.
  • Der erhaltene Ruß war traditionell amorph mit einer Qualität von N-7xx. Der Gehalt an flüchtigen Bestandteilen des Rußes wurde mit 0,6% gemessen.
  • BEISPIEL 2
  • In diesem Beispiel wurden die Ölzufuhrrate, die Wasserstoffplasmagasenthalpie sowie die Verweilzeit in solch eine Richtung eingestellt, dass die verdampften Kohlerwasserstoffe während des ersten Zyklus' die Pyrolysetemperatur nicht erzielten. Die Verweilzeit der Kohlerwasserstoffe während des ersten Zyklus' durch den Reaktor wurde durch Erhöhen der Öl- und Plasmagaszufuhrrate minimiert.
  • Schweres Brennstofföl wurde auf 160°C erwärmt und in den Reaktor unter Verwendung der selbst erfundenen axial ausgerichteten Düse mit einer Zufuhrrate von 115 kg/h eingebracht. Der Reaktordruck wurde bei 2 bar gehalten. Die Wasserstoffplasmagaszufuhrrate betrug 450 Nm3/h, während die Bruttoenergieversorgung von dem Plasmagenerator 1005 kW betrug. Dies führte zu einer Plasmagasenthalpie von 2,2 kWh/Nm3 H2. Die verstrichene Zeit vom Einbringen des Öls bis zum Austritt der verbliebenen PAHs aus dem Reaktor betrug etwa 0,16 Sek.
  • Die erhaltenen PAHs wurden wieder in den Reaktor in der Plasmabogenzone eingebracht, um ein im Mikrobereich graphitisches Material mit einer Ausbeute von höher als 90% zu erzeugen. Der Gehalt an flüchtigen Bestandteilen des Kohlenstoffmaterials wurde mit 0,7% gemessen. Alle anderen Prozessparameter waren dieselben wie für den ersten Zyklus.
  • Obwohl im Beispiel das Verfahren als Umwandlung von schwerem Öl zu einem im Mikrobereich graphitischen Material beschrieben wurde, sollte es klar sein, dass das Verfahren für alle sowohl flüssigen als auch gasförmigen Kohlenwasserstoffe angewandt werden kann. Ebenso kann das Verfahren als Chargenproduktion oder kontinuierliche Produktion mit einem oder mehreren Plasmareaktoren in Reihe usw. durchgeführt werden. In dem Falle, in welchem die im ersten Zersetzungsschritt gebildeten PAHs wieder in denselben Plasmareaktor eingebracht werden, werden die im Mikrobereich graphitischen Materialien, die im zweiten Zersetzungsschritt gebildet werden, natürlich durch beliebige herkömmliche geeignete Mittel von den PAHs abgetrennt. Dabei kann es sich um Filtrieren, Zyklone usw. handeln.
  • Ferner kann jegliches Gas, das inert ist und die im Mikrobereich graphitischen Produkte nicht verschmutzt, als Plasmagas verwendet werden, jedoch ist insbesondere Wasserstoff geeignet, da dieses Element im Zufuhrmaterial vorliegt. Das Plasmagas kann, falls gewünscht, in den Reaktor rückgeführt werden. Es ist auch möglich, das vorliegende Verfahren durch Einbringen von zusätzlichen Kohlenwasserstoffen durch Einlassöffnungen an den Seiten des Zersetzungsreaktors zur Regulierung der Temperatur in der Zersetzungszone und/oder zur Erhöhung der Ausbeute einzusetzen, siehe das Norwegische Patent der Anmelder NO176522.
  • LITERATURANGABEN
    • 1. D. Huffman, Physics Today, S. 22, 1991.
    • 2. T.W. Ebbesen, Physics Today, S. 26, 1996.
    • 3. M. Ge und K. Sattler, Chemical Physics Letters 220, S. 192, 1994.
    • 4. P. Li und K. Sattler, Mat. Res. Soc. Symp. Proc. 359. S. 87, 1995.
    • 5. R. Vincent, N. Bruton, P.M. Lister und J.D. Wright, Inst. Phys. Conf. Ser., 138, S. 83, 1993.
    • 6. Hydrogen & Fuel Cell Letter, Bd. 7/Nr. 2, Feb. 1997
    • 7. R.M. Baum, Chem. Eng. News, 22, S. 8, 1993.
    • 8. Japanese Patent JP 27801 A2 , Fullerene-based hydrogen storage media, 18. August 1994.
    • 9. A. Hirsch, Chemistry of Fullerenes, Thieme Verlag, Stuttgart, Kap. 5, S. 117, 1994.
    • 10. B.P. Tarasov, V.N. Fokin, A.P. Moravsky, Y.M. Shul'ga, V.A. Yartys, Journal of Alloys and Compounds 153-254, S. 25, 1997.
    • 11. R.E. Haufler, Y. Chai, L.P.F.m, Chibante, J. Conceico, C. Jin, L-S Wang, S. Maruyama, R.E. Smalley, Mat. Res. Soc. Symp. Proc. 206, S. 627, 1991.
    • 12. M. Endo und H.W. Kroto, J. Phys. Chem. 96, S. 6941, 1992.

Claims (12)

  1. Ein Verfahren zur Herstellung von im Mikrobereich graphitischen Materialien durch Zersetzung eines Kohlenwasserstoff-Brennstoffes in einem Plasmareaktor umfassend eine Zersetzungskammer, die mit einem Plasmagenerator verbunden ist, wobei dem Plasmagenerator H2 als plasmabildendes Gas zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Kohlenwasserstoff-Brennstoff in einem zweistufigen Prozess zersetzt wird, wobei die Kohlenwasserstoffe einem ersten Zersetzungsschritt unterworfen werden, in dem der Kohlenwasserstoff-Brennstoff der Zersetzungskammer in der Nähe der Plasmabogenzone zugeführt und mit dem Plasmagas gemischt wird und wobei die Prozessparameter in solcher Weise eingestellt werden, dass die Kohlenwasserstoffe nicht die Pyrolysetemperatur erreichen und nur teilweise zersetzt werden um polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe (PAHs) zu bilden, und wobei die Kohlenwasserstoffe in der Form des PAHs nach dem ersten Zersetzungsschritt mit dem Plasmagas gemischt und wieder als ein Teil des Plasmagases in die Plasmabogenzone in der Zersetzungskammer eingeführt und einem zweiten Zersetzungsschritt unterworfen werden, in dem die Prozessparameter in solcher Weise eingestellt werden, dass die starke Wärme in der Plasmabogenzone die PAHs dazu bringt, dass sie völlig in im Mikrobereich graphitische Materialien umgewandelt werden.
  2. Ein Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die mit einem Plasmagenerator verbundene Reaktionskammer aus einer Zersetzungskammer erstellt ist, die als definierte isolierte Kammer mit Auslass für die Enderzeugnisse aufgebaut ist, der mit einer Plasmafackel im anderen Ende verbunden ist.
  3. Ein Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die im Mikrobereich graphitischen Materialien aus wenigstens einem der Materialien besteht, die ausgewählt sind aus der Gruppe der Kohlenstoff-Nanoröhren, Fullerene, Kohlenstoff-Mikrokonen und eben graphitischen Kohlenstoffblätter.
  4. Ein Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Bereichsgröße kleiner als 5 μm im Durchmesser oder in der Länge parallel zur graphitischen Stapelrichtung ist und eine Stärke von weniger als 100 nm in der graphitischen Stapelrichtung hat.
  5. Ein Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Umwandlungsrate der Kohlenwasserstoffe in Mikrobereich-graphitische Materialien im Bereich von 0 bis über 90% liegt.
  6. Ein Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Umwandlungsrate der Kohlenwasserstoffe in Mikrobereich-graphitische Materialien über 90% ist.
  7. Ein Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Umwandlungsrate der Kohlenwasserstoffe im Mikrobereich-graphitische Materialien in einem industriellen Bereich liegt, der über 50 kg/Stunde, vorzugsweise über 100 kg/Stunde und am bevorzugsten über 150 kg/Stunde liegt.
  8. Ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens 10% der erzeugten Mikrobereich-graphitischen Materialien aus offenen Kohlenstoff-Mikrokonen mit einer Gesamtdisklination größer als 60° bestehen.
  9. Ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass bei dem Verfahren schweres Brennstofföl als Kohlenwasserstoffversor gung für eine Umwandlung in Mikrobereich-graphitischen Materialien verwendet wird.
  10. Ein Kohlenstoffinaterial umfassend Mikrobereich-graphitische Materialien, dadurch gekennzeichnet, dass es offene Mikrokonen mit Totaldisklinationsgraden bzw. -winkeln von 60° und/oder 120° entsprechend Konuswinkel von respektive 112,9° und/oder 83,6° enthält.
  11. Verwendung Mikrobereich-graphitischer Materialien, hergestellt nach dem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, zum Speichern von Wasserstoff.
  12. Verwendung eines Kohlenstoffmaterials nach Anspruch 10 zum Speichern von Wasserstoff.
DE69825170T 1997-03-25 1998-03-20 Graphitmaterialien mit mikrodomänen und verfahren zu deren herstellung Expired - Lifetime DE69825170T2 (de)

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NO971413 1997-03-25
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