ハードカーボン材料の紹介

ハードカーボン：2500度以上の温度でも黒鉛化しにくいカーボンの一種で、機械的硬度が高いことから名付けられました。 ハードカーボンの形状は、球状、線状、多孔質などがあります。 ハードカーボン前駆体は一般に熱硬化性材料であるため、通常、材料合成プロセス中に前駆体の形態を維持できます。 高温炭化後、ハードカーボン内の短いグラフェン シート (グラファイト ドメインまたは擬似グラファイトとも呼ばれる) が短距離で規則的に配置され、長さ 40 Å までの 2 ～ 6 層の有限スタックを形成します。 。
いくつかのハードカーボンバイオマス前駆体
1. ココナッツの殻
ココナッツシェルはココナッツの内皮であり、硬い質感を持ち、一般に容器、工芸品、活性炭の製造に使用されます。 ヤシ殻ベースのハードカーボンは、よく発達した細孔構造、低灰分、H/C 対 O/C 比を備えており、理想的な負極材料となります。 現在、工業化の進展は早く、業績は良好です。 ココナッツの主な生産地はスリランカ、マレーシア、インド、フィリピンです。 中国の海南省や台湾などの地域には少数の農園があり、海南省が国内の農園面積の99％以上を占めています。 また、中国海南省は、フィリピンやインドネシアなどのヤシの産地に比べ、緯度が高く、日照時間や日照度が弱く、ヤシ殻が薄く、硬度が低いため、ヤシ殻炭化物の製造原料とは言えません。 東南アジアでは、ココナッツの殻は企業によって生産されるのが一般的です。
2.でんぷん
デンプンは、さまざまな植物に広く存在する豊富な再生可能な生体材料の 1 つです。 デンプンは代表的な多糖類であり、組成が単純で炭素含有量が高く、価格が安い。 同時に、他のバイオマス前駆体と比較して、デンプンは自然な球形を示すため、ハードカーボンを製造するための非常に競争力の高い前駆体材料となります。 でんぷんは工業製品として国内に十分供給されており、純度も高い。 デンプンは高純度の有機高分子炭水化物です。 有機高分子化合物をハードカーボン源として使用する場合、特定の合成方法と組み合わせることで、特殊な形態のハードカーボン材料を得ることができます。 合成プロセスは複雑なことが多いですが、不純物を回避し、構造の一貫性を確保できます。
3. 孟宗竹
孟宗竹は、イネ科エンゴサク属の植物です。 太くて早い棒状をしており、5-8年後も安定して成長します。 経済的に貴重な竹種であり、建設業、製紙業などで広く使用されています。 中国には豊富な竹林資源がある。 中国は竹の故郷であり、生産量も豊富です。 第9回国家森林資源目録の結果によると、中国の竹林面積は641万1600ヘクタールで、そのうち竹林が72.96％を占めている。 孟宗竹は主に中国の秦嶺漢江流域と長江流域南部に分布しています。
4. ストロー
農業廃棄物であるわらは資源が豊富です。 中国は農業大国であり、小麦、トウモロコシ、米などの高収量作物から毎年膨大な量のバイオマスわら資源が供給されています。 2020年の国内の作物わら生産量は7億9,200万トンで、このうち資源として回収できたのは6億6,700万トンだった。 農業廃棄物であるわらは、古くから主に暖房エネルギー、家畜の飼料、有機肥料として利用されてきました。 このうち、2020年には肥料利用が51.2％を占めた。