JP3442710B2 - 炭素繊維集合体および炭素繊維集合体の作製方法 - Google Patents
炭素繊維集合体および炭素繊維集合体の作製方法Info
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- JP3442710B2 JP3442710B2 JP37500099A JP37500099A JP3442710B2 JP 3442710 B2 JP3442710 B2 JP 3442710B2 JP 37500099 A JP37500099 A JP 37500099A JP 37500099 A JP37500099 A JP 37500099A JP 3442710 B2 JP3442710 B2 JP 3442710B2
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- Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、炭素繊維集合体お
よび炭素繊維集合体の作製方法に係わり、特にガス吸蔵
用の炭素繊維を多孔質セラミックスに高密度に担持させ
た炭素繊維集合体および炭素繊維集合体の作製方法に関
する。
よび炭素繊維集合体の作製方法に係わり、特にガス吸蔵
用の炭素繊維を多孔質セラミックスに高密度に担持させ
た炭素繊維集合体および炭素繊維集合体の作製方法に関
する。
【０００２】
【従来の技術】Ｒｏｄｒｉｇｕｚ等によって発表された
ＧＮＦ（グラファイト・ナノ・ファイバー）は、従来の
水素吸蔵合金やカーボンナノチューブと比較して極めて
高い水素吸収能・放出能を有する（Ｊ．Ｐｈｙｓ．Ｃｈ
ｅｍ．Ｂ，１０２（１９９８）４２５３．）。ＧＮＦは
ナノメーターオーダーの金属触媒粒子にＣ２Ｈ４などの
原料ガスを供給し熱ＣＶＤすることにより、触媒粒子と
同等寸法のナノメーターオーダーの直径を有する炭素繊
維として合成される。
ＧＮＦ（グラファイト・ナノ・ファイバー）は、従来の
水素吸蔵合金やカーボンナノチューブと比較して極めて
高い水素吸収能・放出能を有する（Ｊ．Ｐｈｙｓ．Ｃｈ
ｅｍ．Ｂ，１０２（１９９８）４２５３．）。ＧＮＦは
ナノメーターオーダーの金属触媒粒子にＣ２Ｈ４などの
原料ガスを供給し熱ＣＶＤすることにより、触媒粒子と
同等寸法のナノメーターオーダーの直径を有する炭素繊
維として合成される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしＧＮＦやカーボ
ンナノファイバーは非常に微細なため、アセンブリ性が
悪く、容器に容易には封入できず、封入後も容易に容器
より排出されるなどの問題があった。また剛性の高い繊
維であるため、かさ密度を高くすることは困難であり、
結果としてガス吸蔵量が低いという問題があった。
ンナノファイバーは非常に微細なため、アセンブリ性が
悪く、容器に容易には封入できず、封入後も容易に容器
より排出されるなどの問題があった。また剛性の高い繊
維であるため、かさ密度を高くすることは困難であり、
結果としてガス吸蔵量が低いという問題があった。
【０００４】本発明は多孔質セラミックスを炭素繊維の
担持体とすることで、微細な炭素繊維のハンドリング性
を著しく向上させるとともに、炭素繊維のかさ密度を向
上させて単位体積あたりのガス吸蔵能を向上させること
を目的とする。
担持体とすることで、微細な炭素繊維のハンドリング性
を著しく向上させるとともに、炭素繊維のかさ密度を向
上させて単位体積あたりのガス吸蔵能を向上させること
を目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】前述した課題を解決する
ため、本発明は、セラミックス原料粉末を水中に分散さ
せたスラリーを所定の容器に収納し、表面を大気にさら
すとともに底面を冷媒に接触させることにより、前記ス
ラリー中の水分を一方向から凍結凝固させ、凍結凝固し
たスラリーを真空中で乾燥し、凍結した水分を昇華除去
することにより多孔質セラミックスを成形し、この多孔
質セラミックス成形体にガスを吸蔵する能力を有する炭
素繊維を担持させたことを特徴とするガス吸蔵用の炭素
繊維集合体を提供する。
ため、本発明は、セラミックス原料粉末を水中に分散さ
せたスラリーを所定の容器に収納し、表面を大気にさら
すとともに底面を冷媒に接触させることにより、前記ス
ラリー中の水分を一方向から凍結凝固させ、凍結凝固し
たスラリーを真空中で乾燥し、凍結した水分を昇華除去
することにより多孔質セラミックスを成形し、この多孔
質セラミックス成形体にガスを吸蔵する能力を有する炭
素繊維を担持させたことを特徴とするガス吸蔵用の炭素
繊維集合体を提供する。
【０００６】また、本発明は、セラミックス原料粉末を
水中に分散させたスラリーに炭素繊維を合成するための
Fe、Ni、CrおよびCoから選ばれる少なくとも一つを含む
触媒前駆体を混合した後、前記スラリーを所定の容器に
収納し、表面を大気にさらすとともに底面を冷媒に接触
させることにより、前記スラリー中の水分を一方向から
凍結凝固させ、凍結凝固したスラリーを真空中で乾燥し、
凍結した水分を昇華除去することにより多孔質セラミッ
クスを成形し、前記触媒前駆体を還元して金属状態とし
た後、触媒を用いた熱分解法により前記多孔質セラミッ
クス表面にガス吸蔵用の炭素繊維集合体を形成すること
を特徴とする炭素繊維集合体の作製方法を提供する。
水中に分散させたスラリーに炭素繊維を合成するための
Fe、Ni、CrおよびCoから選ばれる少なくとも一つを含む
触媒前駆体を混合した後、前記スラリーを所定の容器に
収納し、表面を大気にさらすとともに底面を冷媒に接触
させることにより、前記スラリー中の水分を一方向から
凍結凝固させ、凍結凝固したスラリーを真空中で乾燥し、
凍結した水分を昇華除去することにより多孔質セラミッ
クスを成形し、前記触媒前駆体を還元して金属状態とし
た後、触媒を用いた熱分解法により前記多孔質セラミッ
クス表面にガス吸蔵用の炭素繊維集合体を形成すること
を特徴とする炭素繊維集合体の作製方法を提供する。
【０００７】さらにまた、本発明は、セラミックス原料
粉末を水中に分散させたスラリーを所定の容器に収納
し、表面を大気にさらすとともに底面を冷媒に接触させ
ることにより、前記スラリー中の水分を一方向から凍結
凝固させ、凍結凝固したスラリーを真空中で乾燥し、凍結
した水分を昇華除去することにより多孔質セラミックス
を成形し、この多孔質セラミックス成形体上に、炭素繊
維を合成するためのFe、Ni、CrおよびCoから選ばれる少
なくとも一つを含む触媒前駆体を共沈法により担持させ
たのち、前記触媒前駆体を還元して金属状態とし、触媒
を用いた熱分解法により前記多孔質セラミックス成形体
表面にガス吸蔵用の炭素繊維集合体を形成することを特
徴とする炭素繊維集合体の作製方法を提供する。
粉末を水中に分散させたスラリーを所定の容器に収納
し、表面を大気にさらすとともに底面を冷媒に接触させ
ることにより、前記スラリー中の水分を一方向から凍結
凝固させ、凍結凝固したスラリーを真空中で乾燥し、凍結
した水分を昇華除去することにより多孔質セラミックス
を成形し、この多孔質セラミックス成形体上に、炭素繊
維を合成するためのFe、Ni、CrおよびCoから選ばれる少
なくとも一つを含む触媒前駆体を共沈法により担持させ
たのち、前記触媒前駆体を還元して金属状態とし、触媒
を用いた熱分解法により前記多孔質セラミックス成形体
表面にガス吸蔵用の炭素繊維集合体を形成することを特
徴とする炭素繊維集合体の作製方法を提供する。
【０００８】本発明によれば、一方向凍結真空乾燥する
ことによりガス透過能が優れる相対密度の低い多孔質セ
ラミックスに、触媒となるＦｅ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｃ
ｏから選ばれる少なくとも一つの前駆体を担持させた
後、この触媒を用いて該セラミックスの内部気孔や表面
に炭素繊維を合成し、ガス吸蔵体を作製する。これによ
り、炭素繊維のかさ密度を向上させて、アセンブリ性も
向上しつつ単位体積当りのガス吸蔵能を向上させること
ができる。
ことによりガス透過能が優れる相対密度の低い多孔質セ
ラミックスに、触媒となるＦｅ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｃ
ｏから選ばれる少なくとも一つの前駆体を担持させた
後、この触媒を用いて該セラミックスの内部気孔や表面
に炭素繊維を合成し、ガス吸蔵体を作製する。これによ
り、炭素繊維のかさ密度を向上させて、アセンブリ性も
向上しつつ単位体積当りのガス吸蔵能を向上させること
ができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、本発明を実施するための形
態について説明する。
態について説明する。
【００１０】本発明で担持体として用いるセラミックス
多孔体は、温度勾配をつけることにより一方向に凍結さ
せることで、ガス透過性に優れた形態を有する。また相
対密度を少なくとも７０％以下と低くすることが可能と
なる。焼結温度を低くすることで、相対密度をより低く
することが可能である。炭素繊維を効率よく合成するた
めには、相対密度が５０％以下であることが望ましい。
担持体として用いるセラミックスの種類は、スラリーを
作製できるのであればどのような種類でもよいが、触媒
前駆体の作製プロセスからアルミナ、シリカ、マグネシ
ア等の酸化物が望ましい。
多孔体は、温度勾配をつけることにより一方向に凍結さ
せることで、ガス透過性に優れた形態を有する。また相
対密度を少なくとも７０％以下と低くすることが可能と
なる。焼結温度を低くすることで、相対密度をより低く
することが可能である。炭素繊維を効率よく合成するた
めには、相対密度が５０％以下であることが望ましい。
担持体として用いるセラミックスの種類は、スラリーを
作製できるのであればどのような種類でもよいが、触媒
前駆体の作製プロセスからアルミナ、シリカ、マグネシ
ア等の酸化物が望ましい。
【００１１】次に、本発明によるガス吸蔵体の作製方法
を述べる。まず純水に担持体となるセラミックスの微粉
および触媒となる金属の酸化物を添加し、スターラー等
を用いて攪拌する。あるいはセラミックス微粉の表面に
触媒の前駆体（水酸化物、炭酸化物、硝酸化物、ハロゲ
ン化物、等）を共沈により担持させる。この後、攪拌し
つつ水分を除去し、スラリーとする。ガス中蒸着法など
の物理的手法で微細な触媒粒子をセラミックス表面に担
持した後、同様にスラリーとしても良い。
を述べる。まず純水に担持体となるセラミックスの微粉
および触媒となる金属の酸化物を添加し、スターラー等
を用いて攪拌する。あるいはセラミックス微粉の表面に
触媒の前駆体（水酸化物、炭酸化物、硝酸化物、ハロゲ
ン化物、等）を共沈により担持させる。この後、攪拌し
つつ水分を除去し、スラリーとする。ガス中蒸着法など
の物理的手法で微細な触媒粒子をセラミックス表面に担
持した後、同様にスラリーとしても良い。
【００１２】得られたスラリーを所定の治具（容器）に
入れ、表面を大気に晒し、底面を冷媒と接触させるなど
して温度勾配をつけることにより、スラリー中の水分を
一方向凝固させる。凍結させた試料を真空中で乾燥し、
氷となった水分を昇華させ除去することで、触媒を担持
したセラミックス多孔体を得ることができる。
入れ、表面を大気に晒し、底面を冷媒と接触させるなど
して温度勾配をつけることにより、スラリー中の水分を
一方向凝固させる。凍結させた試料を真空中で乾燥し、
氷となった水分を昇華させ除去することで、触媒を担持
したセラミックス多孔体を得ることができる。
【００１３】触媒前駆体の添加量は、気孔の表面に存在
しガスに接するもののみが触媒として有効に働くので、
担持体となるセラミックスの少なくとも１０ｖｏｌ％以
上含まれていることが望ましい。触媒前駆体が酸化物以
外である場合、酸化物にすることを目的として大気ある
いは酸素雰囲気中で熱処理することが望ましい。
しガスに接するもののみが触媒として有効に働くので、
担持体となるセラミックスの少なくとも１０ｖｏｌ％以
上含まれていることが望ましい。触媒前駆体が酸化物以
外である場合、酸化物にすることを目的として大気ある
いは酸素雰囲気中で熱処理することが望ましい。
【００１４】次いで、触媒前駆体を担持させたセラミッ
クス多孔体を電気炉内に挿入し、炉内に水素を流して触
媒前駆体を金属に還元する。引き続きエチレン、アセチ
レン、ベンゼン等の炭素を含む原料ガスを炉内に流し、
触媒表面でこのガスを分解、炭素を析出させることで炭
素繊維を担持体セラミックスの内部の気孔および表面に
高密度に合成する。原料ガスを効率よく炭素繊維に変換
するために、水素等のキャリアガスを用いることが望ま
しい。本発明により得られるガス吸蔵体の代表的な組織
を図１に示す。
クス多孔体を電気炉内に挿入し、炉内に水素を流して触
媒前駆体を金属に還元する。引き続きエチレン、アセチ
レン、ベンゼン等の炭素を含む原料ガスを炉内に流し、
触媒表面でこのガスを分解、炭素を析出させることで炭
素繊維を担持体セラミックスの内部の気孔および表面に
高密度に合成する。原料ガスを効率よく炭素繊維に変換
するために、水素等のキャリアガスを用いることが望ま
しい。本発明により得られるガス吸蔵体の代表的な組織
を図１に示す。
【００１５】触媒の水素還元を行った後大気中に取り出
すと触媒表面が急激に酸化されてしまうので、やむを得
ず大気中に取り出す場合には、触媒表面の弱酸化処理を
行った後で反応容器より取り出す。可能であれば、不活
性雰囲気中に保管することが望ましい。炭素繊維の合成
前に再度還元を行う。
すと触媒表面が急激に酸化されてしまうので、やむを得
ず大気中に取り出す場合には、触媒表面の弱酸化処理を
行った後で反応容器より取り出す。可能であれば、不活
性雰囲気中に保管することが望ましい。炭素繊維の合成
前に再度還元を行う。
【００１６】次に、本発明によるガス吸蔵体の他の作製
方法を述べる。まず水溶液に担持体となるセラミックス
の微紛を添加し、スターラー等を用いて攪拌しスラリー
を作製する。ついで所定の治具（容器）に入れ、上記と
同様に温度勾配をつけることにより水分を一方向凝固さ
せる。
方法を述べる。まず水溶液に担持体となるセラミックス
の微紛を添加し、スターラー等を用いて攪拌しスラリー
を作製する。ついで所定の治具（容器）に入れ、上記と
同様に温度勾配をつけることにより水分を一方向凝固さ
せる。
【００１７】こののち、真空中で乾燥させ水分を昇華に
より除去した後、焼結し、セラミックス多孔体を得る。
この多孔体を触媒とするＦｅ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ｃｒ，Ｃｏ
等の金属イオンが存在する水溶液に挿入する。水溶液に
含まれる金属イオンが作製した多孔質セラミックスの微
細な孔に確実に入るよう、ビーカーごと該水溶液をデシ
ケーターに入れ真空引きすることが望ましい。
より除去した後、焼結し、セラミックス多孔体を得る。
この多孔体を触媒とするＦｅ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ｃｒ，Ｃｏ
等の金属イオンが存在する水溶液に挿入する。水溶液に
含まれる金属イオンが作製した多孔質セラミックスの微
細な孔に確実に入るよう、ビーカーごと該水溶液をデシ
ケーターに入れ真空引きすることが望ましい。
【００１８】この後、重炭酸アンモニウムや尿素等の沈
殿剤を用いて、水酸化物や炭酸化物等として触媒金属を
多孔質セラミックスに沈殿・担持させる。共沈後はオー
ブン中で加熱するなどして水分を飛ばす。触媒前駆体が
酸化物以外である場合、乾燥後に酸化物にすることを目
的として大気あるいは酸素中で熱処理することが望まし
い。
殿剤を用いて、水酸化物や炭酸化物等として触媒金属を
多孔質セラミックスに沈殿・担持させる。共沈後はオー
ブン中で加熱するなどして水分を飛ばす。触媒前駆体が
酸化物以外である場合、乾燥後に酸化物にすることを目
的として大気あるいは酸素中で熱処理することが望まし
い。
【００１９】この後は、前述した請求項２の発明同様
に、触媒を還元した後、炭素繊維を合成する。本発明に
より得られるガス吸蔵体の代表的な組織を図２に示す。
に、触媒を還元した後、炭素繊維を合成する。本発明に
より得られるガス吸蔵体の代表的な組織を図２に示す。
【００２０】この後、該ガス吸蔵体を圧力容器に挿入
し、所定の圧力に加圧した水素やメタン等のガスを容器
内に導入することで、ガスを効率よく吸蔵させる。吸蔵
効率を上げるために、あらかじめ水素ガスによる低結晶
性炭素相の除去や触媒の担持の炭素繊維の表面処理を行
うことが好ましい。
し、所定の圧力に加圧した水素やメタン等のガスを容器
内に導入することで、ガスを効率よく吸蔵させる。吸蔵
効率を上げるために、あらかじめ水素ガスによる低結晶
性炭素相の除去や触媒の担持の炭素繊維の表面処理を行
うことが好ましい。
【００２１】このように本発明により、相対密度の低い
セラミックス多孔体を触媒の坦体とし、高密度に炭素繊
維を合成し、炭素繊維のかさ密度を向上させることで、
アセンブリ性が高く、ガス吸蔵能の高いガス吸蔵用炭素
繊維集合体を得ることが可能となる。 （実施例） 以下、本発明の具体的な実施例について説明する。
セラミックス多孔体を触媒の坦体とし、高密度に炭素繊
維を合成し、炭素繊維のかさ密度を向上させることで、
アセンブリ性が高く、ガス吸蔵能の高いガス吸蔵用炭素
繊維集合体を得ることが可能となる。 （実施例） 以下、本発明の具体的な実施例について説明する。
【００２２】実施例１
純水に粒径０．５μｍのアルミナ、硝酸鉄および硝酸銅
を入れた後、炭酸水素アンモニウムを添加し、アルミナ
表面に触媒前駆体を担持・沈殿させた。沈殿物を熱水で
洗浄した後、オーブンでスラリー濃度が３０ｖｏｌ％に
なるまで水分を除去した。一部スラリーを取り出し、沈
降状態を調べたところ、スラリー分離は認められなかっ
た。
を入れた後、炭酸水素アンモニウムを添加し、アルミナ
表面に触媒前駆体を担持・沈殿させた。沈殿物を熱水で
洗浄した後、オーブンでスラリー濃度が３０ｖｏｌ％に
なるまで水分を除去した。一部スラリーを取り出し、沈
降状態を調べたところ、スラリー分離は認められなかっ
た。
【００２３】このスラリーを治具（容器）に入れ、表面
は大気に暴露し、底面は冷媒に接触させ、−６０℃に冷
却することで温度勾配をつけ、スラリー中の水分を一方
向凝固させた。ついで凍結真空中乾燥機に治具（容器）
ごと挿入し、凝固した氷部分を昇華させ、多孔質セラミ
ックスの成形体を得た。ついで大気中で１４００℃に加
熱し、セラミックスを焼結した。相対密度を測定したと
ころ３８％であった。
は大気に暴露し、底面は冷媒に接触させ、−６０℃に冷
却することで温度勾配をつけ、スラリー中の水分を一方
向凝固させた。ついで凍結真空中乾燥機に治具（容器）
ごと挿入し、凝固した氷部分を昇華させ、多孔質セラミ
ックスの成形体を得た。ついで大気中で１４００℃に加
熱し、セラミックスを焼結した。相対密度を測定したと
ころ３８％であった。
【００２４】得られたセラミックスを１０ｍｍ×１０ｍ
ｍ×１ｍｍに切り出し加工し、電気炉の石英炉芯管中に
石英ボートに乗せて挿入した。まず水素を石英管に１Ｌ
／ｍｉｎ．流し、６００℃で１ｈ保持し、酸化物であっ
た触媒を金属状態に還元した。引き続きエチレンと水素
の混合ガス（エチレン：水素＝１：５）を１．２Ｌｍｉ
ｎ導入し、触媒上に炭素繊維を作製した。
ｍ×１ｍｍに切り出し加工し、電気炉の石英炉芯管中に
石英ボートに乗せて挿入した。まず水素を石英管に１Ｌ
／ｍｉｎ．流し、６００℃で１ｈ保持し、酸化物であっ
た触媒を金属状態に還元した。引き続きエチレンと水素
の混合ガス（エチレン：水素＝１：５）を１．２Ｌｍｉ
ｎ導入し、触媒上に炭素繊維を作製した。
【００２５】このようにして作製した炭素繊維集合体
を、図３に示したガス吸蔵・放出試験システムの内容量
が１０ｃｍ３の圧力容器8に挿入した。重量等より見積
もると、担持体の体積が４ｃｍ３、炭素繊維の体積が５
ｃｍ３であった。比較材として、担持体を用いずに同組
成の触媒を用いて炭素繊維を作製し、同じ圧力容器8に
挿入した。かさ密度が低いため、炭素繊維４ｇ程度しか
圧力容器に充填できなかった。
を、図３に示したガス吸蔵・放出試験システムの内容量
が１０ｃｍ３の圧力容器8に挿入した。重量等より見積
もると、担持体の体積が４ｃｍ３、炭素繊維の体積が５
ｃｍ３であった。比較材として、担持体を用いずに同組
成の触媒を用いて炭素繊維を作製し、同じ圧力容器8に
挿入した。かさ密度が低いため、炭素繊維４ｇ程度しか
圧力容器に充填できなかった。
【００２６】圧力容器8内部をロータリーポンプ（図示
せず）で排気した後、弁Ｖ１、Ｖ２を開け水素ボンベ７
より圧力容器８に１０ＭＰａの水素を導入した。２４ｈ
放置したところ圧力計９の低下が認められ、弁Ｖ２，Ｖ
３を締めて圧力容器８を取り外し、圧力容器８ごと重量
変化を調べたところ、約２ｇの重量増加が認められた。
ついで圧力容器８を試験装置に繋ぎ戻し、弁Ｖ３を開け
２４ｈ大気解放した。弁Ｖ３を閉じ再度圧力容器８の重
量変化を調べたところ、解放前より１．６ｇ重量が低下
していた。
せず）で排気した後、弁Ｖ１、Ｖ２を開け水素ボンベ７
より圧力容器８に１０ＭＰａの水素を導入した。２４ｈ
放置したところ圧力計９の低下が認められ、弁Ｖ２，Ｖ
３を締めて圧力容器８を取り外し、圧力容器８ごと重量
変化を調べたところ、約２ｇの重量増加が認められた。
ついで圧力容器８を試験装置に繋ぎ戻し、弁Ｖ３を開け
２４ｈ大気解放した。弁Ｖ３を閉じ再度圧力容器８の重
量変化を調べたところ、解放前より１．６ｇ重量が低下
していた。
【００２７】比較材の入った圧力容器８を同様に試験シ
ステムに入れ込み１０ＭＰａの水素を導入して２４ｈ放
置した後、同様に重量測定をしたところ、約０．４ｇの
重量増加しか示さなかった。ついで圧力容器を試験装置
に戻し、弁Ｖ３を開いたところ若干量の炭素繊維が配管
より吹き出した。解放後の重量変化は０．４ｇであった
が、この減量には容器より吹き出した炭素繊維の重量も
含まれていた。
ステムに入れ込み１０ＭＰａの水素を導入して２４ｈ放
置した後、同様に重量測定をしたところ、約０．４ｇの
重量増加しか示さなかった。ついで圧力容器を試験装置
に戻し、弁Ｖ３を開いたところ若干量の炭素繊維が配管
より吹き出した。解放後の重量変化は０．４ｇであった
が、この減量には容器より吹き出した炭素繊維の重量も
含まれていた。
【００２８】また本発明の炭素集合体を、同様に圧力容
器８に入れ、水素ボンベ７より圧力容器８に１０ＭＰａ
の水素を導入し、２４ｈ放置した。ついで圧力容器８に
取り付けたヒーターで２００℃に加熱しながら、弁Ｖ３
を開け２４ｈ大気解放した。弁Ｖ３を閉じ再度圧力容器
の重量変化を調べたところ、解放前より１．８ｇ重量が
低下していた。
器８に入れ、水素ボンベ７より圧力容器８に１０ＭＰａ
の水素を導入し、２４ｈ放置した。ついで圧力容器８に
取り付けたヒーターで２００℃に加熱しながら、弁Ｖ３
を開け２４ｈ大気解放した。弁Ｖ３を閉じ再度圧力容器
の重量変化を調べたところ、解放前より１．８ｇ重量が
低下していた。
【００２９】同様の吸蔵試験を他のガスについても行
い、表１に示す結果を得た。
い、表１に示す結果を得た。
【表１】
【００３０】
【発明の効果】以上説明したように、本発明を用いるこ
とにより炭素繊維のかさ密度を向上させて、アセンブリ
性も向上しつつ単位体積あたりのガス吸蔵能を向上させ
ることができる。
とにより炭素繊維のかさ密度を向上させて、アセンブリ
性も向上しつつ単位体積あたりのガス吸蔵能を向上させ
ることができる。
【図１】本発明の作製方法により得られた炭素繊維集合
体の組織を示す図である。
体の組織を示す図である。
【図２】本発明の他の作製方法により得られた炭素繊維
集合体の組織を示す図である。
集合体の組織を示す図である。
【図３】本発明の実施例で用いた水素吸蔵・放出試験シ
ステムの構成図である。
ステムの構成図である。
１…炭素繊維
２…触媒
３…多孔質セラミックス
４…内部に含まれた触媒酸化物
６…共沈により担持させた触媒
７…水素ボンベ
８…圧力容器
９…圧力計
１０…ヒーター
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 深澤 孝幸
神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地
株式会社東芝 研究開発センター内
(56)参考文献 特開 昭58−135101（ＪＰ，Ａ)
特開2000−140629（ＪＰ，Ａ)
特開 平２−194837（ＪＰ，Ａ)
特開 昭62−246801（ＪＰ，Ａ)
特開 昭63−147801（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−279095（ＪＰ，Ａ)
特開 平11−76811（ＪＰ，Ａ)
特開 平３−271150（ＪＰ，Ａ)
特開 昭64−76970（ＪＰ，Ａ)
特開2001−192280（ＪＰ，Ａ)
特開 平11−262907（ＪＰ，Ａ)
特開 平９−124368（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
B01J 20/20
C04B 38/00
C04B 41/87
Claims (3)
- 【請求項１】 セラミックス原料粉末を水中に分散させ
たスラリーを所定の容器に収納し、表面を大気にさらす
とともに底面を冷媒に接触させることにより、前記スラ
リー中の水分を一方向から凍結凝固させ、凍結凝固した
スラリーを真空中で乾燥し、凍結した水分を昇華除去す
ることにより多孔質セラミックスを成形し 、この多孔質
セラミックス成形体にガスを吸蔵する能力を有する炭素
繊維を担持させたことを特徴とするガス吸蔵用の炭素繊
維集合体。 - 【請求項２】 セラミックス原料粉末を水中に分散させ
たスラリーに炭素繊維を合成するためのFe、Ni、Crおよ
びCoから選ばれる少なくとも一つを含む触媒前駆体を混
合した後、前記スラリーを所定の容器に収納し 、 表面を
大気にさらすとともに底面を冷媒に接触させることによ
り 、 前記スラリー中の水分を一方向から凍結凝固させ 、 凍
結凝固したスラリーを真空中で乾燥し 、 凍結した水分を
昇華除去することにより多孔質セラミックスを成形し 、
前記触媒前駆体を還元して金属状態とした後、触媒を用
いた熱分解法により前記多孔質セラミックス表面にガス
吸蔵用の炭素繊維集合体を形成することを特徴とする炭
素繊維集合体の作製方法。 - 【請求項３】 セラミックス原料粉末を水中に分散させ
たスラリーを所定の容器に収納し 、 表面を大気にさらす
とともに底面を冷媒に接触させることにより 、 前記スラ
リー中の水分を一方向から凍結凝固させ 、 凍結凝固した
スラリーを真空中で乾燥し 、 凍結した水分を昇華除去す
ることにより多孔質セラミックスを成形し 、この多孔質
セラミックス成形体上に、炭素繊維を合成するためのF
e、Ni、CrおよびCoから選ばれる少なくとも一つを含む
触媒前駆体を共沈法により担持させたのち、前記触媒前
駆体を還元して金属状態とし、触媒を用いた熱分解法に
より前記多孔質セラミックス成形体表面にガス吸蔵用の
炭素繊維集合体を形成することを特徴とする炭素繊維集
合体の作製方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP37500099A JP3442710B2 (ja) | 1999-12-28 | 1999-12-28 | 炭素繊維集合体および炭素繊維集合体の作製方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP37500099A JP3442710B2 (ja) | 1999-12-28 | 1999-12-28 | 炭素繊維集合体および炭素繊維集合体の作製方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001187338A JP2001187338A (ja) | 2001-07-10 |
| JP3442710B2 true JP3442710B2 (ja) | 2003-09-02 |
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ID=18504797
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP37500099A Expired - Lifetime JP3442710B2 (ja) | 1999-12-28 | 1999-12-28 | 炭素繊維集合体および炭素繊維集合体の作製方法 |
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| JP (1) | JP3442710B2 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4778645B2 (ja) * | 2001-08-31 | 2011-09-21 | 昭和電工株式会社 | 微細炭素繊維及びその製造方法 |
| JP2007090163A (ja) * | 2005-09-27 | 2007-04-12 | Taiheiyo Cement Corp | 水素貯蔵材料の製造方法 |
-
1999
- 1999-12-28 JP JP37500099A patent/JP3442710B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2001187338A (ja) | 2001-07-10 |
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