[发明专利]碳材料及其相关方法

说明书

本发明提供了一种致密的且显示出优异的储氢容量的碳材料。本发明的一个实施方案的碳材料的比表面积为200m²/g以下，并且在10MPa的氢压下显示出的储氢容量为1.5×10^‑5g/m²以上。

技术领域

本发明涉及碳材料，更具体而言，涉及表现出储氢容量的碳材料。

背景技术

氢作为清洁能源而引起关注，其即使在燃烧时也不会产生二氧化碳。因此，为了使用氢作为燃料，已经研究了储存和运输氢的方法。

作为储存和输送氢的方法，通常使用采用高压气瓶的方法。然而，气瓶具有很重的缺点。此外，气瓶的每单位容积的储存效率具有实际的限度，因此不能期望其储存效率有显著提高。

同时，作为代替气瓶的氢储存方法，已知例如采用储氢合金的方法。但是，储氢合金具有储氢合金本身很重的缺陷。因此，需要开发比储氢合金更轻质且表现出高储氢容量的材料。

在这方面，近年来，碳材料(例如碳纳米管、碳纳米纤维和活性炭)作为轻质且能够储氢的材料而引起关注，并且已经研究了那些材料作为储氢材料的用途。

特别是，例如在专利文献1中，公开了一种含有具有1000m²/g以上的比表面积的碳材料的储氢体。

引证目录

专利文献

[专利文献1]JP 2003-038953 A

发明内容

技术问题

然而，现有技术的碳材料具有大的比表面积，因此现有技术的碳材料不可避免地是体积大的(bulky)以达到所需的储氢量。

鉴于上述问题而做出了本发明，本发明的目的之一是提供一种致密的(compact)且显示出优异的储氢容量的碳材料。

解决技术问题的技术方案

为了解决上述问题，本发明的一个实施方案的碳材料的比表面积为200m²/g以下，并且在10MPa的氢压下显示出的储氢容量为1.5×10^-5g/m²以上。根据本发明的实施方案，提供了一种致密的且显示出优异的储氢容量的碳材料。

碳材料的总孔体积可以为0.400cm³/g以下。此外，碳材料的通过元素分析法测定的氮原子的摩尔含量相对于碳原子的摩尔含量的比例可为0.030以上。此外，碳材料可以不含过渡金属。此外，碳材料可以通过碳化包含有机物质并且不含过渡金属的原料而获得。

此外，碳材料可以具有相对于氢压线性增加的储氢量(重量％)。此外，在氢压从0MPa增加到11.5MPa期间测量碳材料的储氢量(重量％)，然后在氢压从11.5MPa降低至0MPa期间测量储氢量，其中在氢压降低期间测定的氢压为4.0MPa时的储氢量相对于在氢压增加期间测定的氢压为4.0MPa时的储氢量的比例可以为1.2以上。

为了解决上述问题，本发明的一个实施方案的方法包括使用上述碳材料中的任何一种用于储氢。根据本发明的实施方案，提供了一种储存氢的方法，所述方法包括使用致密的且显示出优异的储氢容量的碳材料。