[发明专利]多孔质碳纳米结构物、多孔质碳纳米结构物的制造方法及双电层电容器

说明书

技术领域

本发明涉及一种多孔质碳纳米结构物、多孔质碳纳米结构物的制造方法及双电层电容器。

背景技术

近年来，作为蓄电体，利用双电层现象的双电层电容器(也称为EDLC)备受关注。双电层电容器具有相比其他电容器蓄电量多、相比蓄电池充放电所需时间短、产品寿命长(有利于反复使用)的特点。

作为构成双电层电容器的电极的材料，优选使用比表面积大的材料，通常使用活性炭(例如参见专利文献1)。此外，作为该材料，除了活性炭以外，有时也使用包括碳纳米管等微细碳结构物的材料。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2009-231336号公报

发明内容

所要解决的课题

然而，双电层电容器的电极是极大地关系到电层电容器的容量和循环特性等的重要构成要素，因此其材料会决定双电层电容器的性质。此外，出自对于地球环境的担忧，对于构成双电层电容器的材料也要求环境负荷小的材料。

因此，双电层电容器的技术领域中，要求一种制成双电层电容器的电极时能够获得良好的特性、而且能减少环境负荷的电极材料。

因此，本发明是鉴于上述课题而完成的，其目的在于提供一种制成双电层电容器时能够获得良好的特性、而且能减少环境负荷的多孔质碳纳米结构物。此外，其目的在于提供一种用于制造本发明的多孔质碳纳米结构物的多孔质碳纳米结构物的制造方法。进一步，其目的在于提供一种使用了本发明的碳纳米结构物的双电层电容器。

解决课题的方法

根据本发明的发明人等的研究结果，发现由玉米的可食用部分以外的部分、即须、叶、玉米芯、茎及根制造的多孔质碳纳米结构物可合适地用作双电层电容器的电极材料，从而完成了本发明。

[1]本发明的多孔质碳纳米结构物的特征在于，对包含玉米的须、叶、玉米芯、茎及根中的至少一种的结构物原料进行碳化而获得。

[2]本发明的多孔质碳纳米结构物的比表面积优选为1400m²/g以上。

[3]本发明的多孔质碳纳米结构物的细孔容积优选为0.5cm³/g以上。

[4]本发明的多孔质碳纳米结构物的比容量优选为200F/g以上。

[5]本发明的多孔质碳纳米结构物的制造方法的特征在于，依次包括：第一工序，准备包含玉米的须、叶、玉米芯、茎及根中的至少一种的结构物原料；及第二工序，对上述结构物原料进行碳化。

[6]在本发明的多孔质碳纳米结构物的制造方法中，上述第二工序优选依次包括：第一副工序，对上述结构物原料进行热处理；及第二副工序，将经过上述第一副工序的上述结构物原料与活化剂混合之后，通过烧成对上述结构物原料进行活化处理。

[7]在本发明的多孔质碳纳米结构物的制造方法中，上述热处理优选以预定的温度上升率从室温加热至第一预定温度，达到上述第一预定温度之后，保持上述第一预定温度并进行预定时间的加热。

[8]在本发明的多孔质碳纳米结构物的制造方法中，上述第一预定温度优选在200～400℃的范围内。

[9]在本发明的多孔质碳纳米结构物的制造方法中，上述第二副工序中的上述活化处理优选在非活性气体气氛下实施。

[10]在本发明的多孔质碳纳米结构物的制造方法中，上述第二副工序中的上述活化处理优选在450～850℃的范围内实施。

[11]本发明的双电层电容器作为将碳系物质用作电极的电极成分的双电层电容器，上述碳系物质优选含有[1]项所述的多孔质碳纳米结构物。

[12]在本发明的双电层电容器中，优选上述碳系物质实质上仅由[1]项所述的多孔质碳纳米结构物构成。

发明效果

根据本发明的多孔质碳纳米结构物，如后述实验例所示，制成双电层电容器的电极时能够获得良好的特性。

此外，根据本发明的多孔质碳纳米结构物，由于将作为植物体的农业废料即玉米的须、叶、玉米芯、茎及根作为原料使用，因此能够减少环境负荷。

因此，本发明的多孔质碳纳米结构物是制成双电层电容器的电极时能够获得良好的特性、而且能减少环境负荷的多孔质碳纳米结构物。

根据本发明的多孔质碳纳米结构物的制造方法，如后述实验例那样，能够制造制成双电层电容器的电极时可获得良好特性的多孔质碳纳米结构物。