JP2000254487A - 天然ガス貯蔵用吸着材 - Google Patents

天然ガス貯蔵用吸着材

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JP2000254487A
JP2000254487A JP11058085A JP5808599A JP2000254487A JP 2000254487 A JP2000254487 A JP 2000254487A JP 11058085 A JP11058085 A JP 11058085A JP 5808599 A JP5808599 A JP 5808599A JP 2000254487 A JP2000254487 A JP 2000254487A
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adsorption
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  • Separation Of Gases By Adsorption (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 高い圧力で大量の天然ガスを吸着貯蔵でき、
吸着された天然ガスの脱離も容易である天然ガス貯蔵用
吸着材を提供する。 【解決手段】 天然ガスを細孔内に吸着させて貯蔵する
ための天然ガス貯蔵用吸着材として、細孔直径が10Å
以下の細孔の含有量を0.1cc/g以下とし、細孔直
径の分布のピークが12〜20Åとなるような活性炭を
使用した。これにより、天然ガスの吸着時には、高い圧
力まで吸着特性の飽和が起こらず、また天然ガスを脱離
させる場合にも、高い脱離率を達成することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、細孔内に天然ガス
を吸着し貯蔵するための天然ガス貯蔵用吸着材の改良に
関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、容器内に吸着材を充填し、こ
れに天然ガスを吸着貯蔵させる天然ガス貯蔵方法が知ら
れている。このような吸着材としては、たとえば活性炭
等が使用される。特開平6−55067号公報にも、こ
のような天然ガスの吸着貯蔵用の活性炭の改良技術が開
示されている。
【0003】一般に、活性炭等の吸着材の細孔内に吸着
される天然ガスのポテンシャルを低下させ、安定的に吸
着貯蔵を行わせるためには、細孔直径を小さくすること
が有効であることが知られている。このため、従来の活
性炭では、なるべく細孔直径の小さいものが使用されて
いた。上記先行技術においても、細孔直径として5〜2
5Å程度の活性炭の開示があり、またメタン2分子程度
すなわち約11.6Å程度の細孔直径が好ましいことに
ついて、さらに従来技術を引用して言及している。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の活性炭のよ
うに、細孔直径を小さくした場合には、たしかに数気圧
程度までの低い圧力において単に天然ガスを圧縮する場
合に比べて大きな貯蔵量を確保することができる。しか
し、細孔直径が小さいと、貯蔵量を増加させるために貯
蔵圧力を高くしていっても吸着量の増加がさほど見込め
ないという問題があった。これは、活性炭の細孔直径を
5〜10Å程度のきわめて小さな値とすると、比較的低
い圧力で吸着現象が飽和するためである。このような飽
和圧力は、活性炭の細孔直径が小さいほど低くなる傾向
にある。
【0005】また、活性炭の細孔直径を小さくした場合
には、活性炭の細孔内に吸着した天然ガスを脱離させる
ことが困難となり、脱離時に活性炭を加熱する等の方法
が必要となる。このため、細孔直径の小さな活性炭を使
用した場合には、吸着貯蔵した天然ガスを使用しにくい
という問題もあった。
【0006】本発明は、上記従来の課題に鑑みなされた
ものであり、その目的は、高い圧力で大量の天然ガスを
吸着貯蔵でき、吸着された天然ガスの脱離も容易である
天然ガス貯蔵用吸着材を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、天然ガス貯蔵用吸着材であって、細孔直
径が10Å以下の細孔の含有量が0.1cc/g以下で
あることを特徴とする。
【0008】また、上記天然ガス貯蔵用吸着材におい
て、細孔直径の分布のピークが12〜35Åであること
を特徴とする。
【0009】また、上記天然ガス貯蔵用吸着材におい
て、細孔の表面にCu、Fe、Ag、Au、Ir、Wの
何れかの金属を担持させたことを特徴とする。
【0010】また、上記天然ガス貯蔵用吸着材におい
て、細孔の表面の金属担持量は5〜50wt%であるこ
とを特徴とする。
【0011】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態(以下
実施形態という)について説明する。
【0012】前述したとおり、細孔直径が小さい吸着材
では、低い圧力で天然ガスの吸着現象が飽和してしま
い、吸着量をあまり多くできないとともに、吸着材から
の天然ガスの脱離も困難である。そこで本発明者らは、
天然ガスの吸着量を多くでき、しかも脱離させやすい吸
着材を研究した結果、従来検討されていた活性炭に比
べ、細孔直径の大きなものを使用すると、高い圧力まで
天然ガスの吸着現象が飽和せず、しかも天然ガスの脱離
も容易であることを見いだした。
【0013】表1には、活性炭の細孔直径と吸着脱離特
性との関係が示される。
【0014】
【表1】 表1において、従来天然ガスの吸着貯蔵に使用されてい
た、細孔直径が5Å以上で、細孔直径の分布のピークす
なわち最も多く含まれている細孔直径が7〜9Åのもの
では、天然ガスの吸着量であるV/V0(V0:活性炭が
充填された貯蔵容器の容積、V:吸着貯蔵された天然ガ
スの容量)が100〜180の値となっている。圧縮天
然ガス(CNG)では、このV/V0が240〜280
程度であるので、従来品の吸着貯蔵量は必ずしも十分な
ものとは言えなかった。また、吸着貯蔵させるときの飽
和圧力も1〜3.5MPaであり、これ以上圧力を上げ
ても吸着量は増加しなかった。
【0015】さらに、上記従来品からの天然ガスの脱離
率は、大気圧まで放出した場合では50〜80%であ
り、0.5MPaまでの放出では20〜50%に留まっ
た。
【0016】これに対して、細孔直径を大きくした活性
炭を3種類用意し、これらについて同様に吸着特性を測
定した。まず改良品Aでは、細孔直径が10Å以上であ
り、細孔直径の分布のピークが15Åのものであるが、
従来品に比べ吸着貯蔵量及び脱離率とも向上している。
さらに、改良品Aよりも細孔直径及び細孔直径の分布の
ピークが大きい改良品B(細孔直径が10Å以上、分布
のピークが20Å)、改良品C(細孔直径が15Å以
上、分布のピークが25Å)では、細孔直径の増加にと
もない、吸着貯蔵量及び脱離率とも向上していることが
わかる。特に、改良品Cでは、吸着量V/V0=300
となり、上述した圧縮天然ガスの値よりも大きくなって
いる。この改良品Cの飽和圧力は18MPaまで高くな
っていた。また、改良品Cの脱離率も、0.5MPaま
での放出であっても95%脱離できており、従来品に比
べてきわめて高い脱離率となっていた。したがって、吸
着貯蔵した天然ガスの使用が著しく容易であることがわ
かる。なお、この脱離率の値は、活性炭を加熱等しない
状態のものである。
【0017】以上のとおり、表1に示された改良品Cが
最も良好な吸着特性を示しているが、この改良品Cの場
合、細孔直径が10Å以下の細孔は、その含有量を0.
1cc/g以下とすることが好ましい。この細孔直径1
0Å以下の細孔の量が増えていくと、そのぶん低い圧力
で飽和してしまう細孔の量が増えるので、吸着量を増加
できず、さらに脱離率の低下も無視できなくなるからで
ある。
【0018】以上に述べたとおり、活性炭の細孔直径を
大きくしていくと天然ガスの吸着量及び脱離率とも向上
することが判明したが、さらに、吸着量であるV/V0
を最大化するための最適細孔径を検討した。天然ガスの
吸着量であるV/V0は、活性炭の細孔内における天然
ガスの吸着量であるV/VR(VRは活性炭の細孔容
積)と吸着容器内における細孔の占める容積率であるV
R/V0との積であらわすことができる。V/V0を増加
させるためには、V/VRとVR/V0とをなるべく大
きくする必要がある。
【0019】図1には、上記V/VRとVR/V0とV
/V0との関係が示される。図1に示されるように、活
性炭の細孔内だけをみた場合には、細孔内における天然
ガスの吸着量であるV/VRの値は細孔直径が小さい方
が大きくなっている。なお、これらの値は、各細孔直径
における飽和圧力での測定結果である。しかしながら、
細孔容積率であるVR/V0の値は、細孔直径の増加と
ともに大きくなっている。したがって、これらの積であ
るV/V0の値は、細孔直径の一定範囲において最大値
をとることとなる。図1に示されるように、V/V0
値として圧縮天然ガスの値を超える300以上の領域と
しては、細孔直径が12Å〜35Å程度の範囲となって
いる。
【0020】以上の結果、活性炭の細孔直径としては1
2〜35Åの範囲がよいと考えられるが、細孔直径を大
きくしていくと、その飽和圧力も高くなるので、実用上
の都合を考慮すると、20Å程度を最大値とすることが
好適であると考えられる。これは、日本国内では貯蔵で
きるガスの圧力の上限が20MPaであり、米国の場合
に25MPaであり、これ以上の圧力での吸着貯蔵がで
きないので、これら制限圧力で飽和する細孔直径とすれ
ばよいからである。
【0021】また、細孔直径が12Å以下となると、活
性炭中での骨格の占める割合が増加し、細孔の容積率が
小さくなるので、VR/V0が70%を下回り、その結
果天然ガスの吸着量V/V0も低下してしまう。このた
め、活性炭の細孔直径の下限値としては12Åが好適と
考えられる。
【0022】以上より、活性炭の細孔直径の最適範囲と
しては12〜20Åがよいと考えられる。これにより、
天然ガスの吸着貯蔵量として、圧縮天然ガスの吸着量で
あるV/V0=240〜280を上回るV/V0=300
〜350程度の実現が可能となる。
【0023】次に、本発明に係る天然ガス貯蔵用吸着材
としての活性炭の細孔表面に所定の金属を担持させる
と、さらに細孔内の天然ガス吸着量であるV/VRの値
を向上できることがわかった。これらの金属としては、
たとえばCu、Fe、Ag、Au、Ir、W等が考えら
れる。
【0024】表2では、表1の改良品Bの活性炭に対し
て上述した金属イオンを担持させた場合の吸着特性が示
される。
【0025】
【表2】 表2に示されるように、活性炭の細孔表面にIr、A
u、Ag、Wをそれぞれ10%担持させたものは、担持
させないものに比べて5MPaの貯蔵圧力ではほぼ同
等、15MPaの貯蔵圧力では吸着量の増加が認められ
る。したがって、活性炭の細孔表面に上記金属を担持さ
せることは、特に高圧での吸着貯蔵における貯蔵量を増
加させる効果があると考えられる。
【0026】活性炭の細孔表面に上記金属を担持させる
方法としては、たとえば金属塩化物等を溶かした水溶液
中に吸着材を浸漬し、80〜100℃にて水を飛ばし、
これを乾燥した後、600℃程度で3時間ほど焼成を行
うことによって実施される。なお、これらの金属の担持
量としては、5wt%を下回ると効果がなくなり、また
50wt%を超えると活性炭の細孔容積を減少させるこ
ととなり、いずれも吸着量の増加が認められなくなる。
したがって、金属の担持量としては5〜50wt%の範
囲が好適であると考えられる。
【0027】以上では、天然ガス貯蔵用吸着材として活
性炭を使用していたが、活性炭のほかゼオライトやFS
M等のシリカ系吸着材を使用することも可能である。
【0028】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
天然ガス貯蔵用吸着材の細孔直径を所定の値に制御する
ことにより、天然ガスの高い吸着特性とともに、良好な
脱離特性も確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 細孔直径と吸着特性との関係を示す図であ
る。
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) B01J 20/18 B01J 20/18 B E F17C 11/00 F17C 11/00 A (72)発明者 長谷川 弘 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自動 車株式会社内 Fターム(参考) 3E072 EA01 4D012 BA01 BA02 BA03 4G066 AA02B AA05B AA22B AA61B BA23 BA24 BA25 BA36 CA51 DA04 FA12 FA22 FA37 GA14

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 細孔直径が10Å以下の細孔の含有量が
    0.1cc/g以下であることを特徴とする天然ガス貯
    蔵用吸着材。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の天然ガス貯蔵用吸着材に
    おいて、細孔直径の分布のピークが12〜35Åである
    ことを特徴とする天然ガス貯蔵用吸着材。
  3. 【請求項3】 請求項1または請求項2記載の天然ガス
    貯蔵用吸着材において、細孔の表面にCu、Fe、A
    g、Au、Ir、Wの何れかの金属を担持させたことを
    特徴とする天然ガス貯蔵用吸着材。
  4. 【請求項4】 請求項3記載の天然ガス貯蔵用吸着材に
    おいて、前記細孔の表面の金属担持量は5〜50wt%
    であることを特徴とする天然ガス貯蔵用吸着材。
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RU2001126937/06A RU2230251C2 (ru) 1999-03-05 2000-03-03 Способ хранения природного газа при помощи адсорбции и адсорбирующее вещество для использования в способе
EP00906677A EP1167861A4 (en) 1999-03-05 2000-03-03 METHOD FOR STORING NATURAL GAS BY ADSORPTION AND ASSOCIATED ADSORBENT AGENT
CN00806232A CN1111665C (zh) 1999-03-05 2000-03-03 通过吸附储藏天然气的方法和用于其中的吸附剂
BR0009253-3A BR0009253A (pt) 1999-03-05 2000-03-03 Processo para armazenar gás natural poradsorção e agente de adsorção para uso nomesmo
EP06124222A EP1759760A3 (en) 1999-03-05 2000-03-03 Adsorbent for the adsorption and storage of natural gas and use thereof
PCT/JP2000/001285 WO2000053971A1 (en) 1999-03-05 2000-03-03 Method for storing natural gas by adsorption and adsorbing agent for use therein
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114562678A (zh) * 2016-07-01 2022-05-31 英格维蒂南卡罗来纳有限责任公司 用于增强气体存储和释放系统中的体积容量的方法
US11986796B2 (en) 2016-07-01 2024-05-21 Ingevity South Carolina, Llc Method for enhancing volumetric capacity in gas storage and release systems
US12528069B2 (en) 2016-07-01 2026-01-20 Ingevity South Carolina, Llc Method for enhancing volumetric capacity in gas storage and release systems

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