【課題を解決するための手段】
【0025】
上記目的の少なくとも1つに対する寄与は独立請求項によってなされる。従属請求項は、上述の目的の少なくとも1つを解決するためにも役立つ本発明の好ましい実施形態を提供する。
【0026】
|1| 以下の工程(101〜105):
a)供給材料組成物を、供給位置における反応ゾーン(305)内に供給する工程であって、前記供給材料組成物は液体もしくは気体またはその両方である、工程と、
b)前記反応ゾーン(305)内の前記供給材料組成物を、化学反応によって第1の複数の粒子に反応させる工程と、
c)前記第1の複数の粒子を基材(301)の基材表面(302)上に堆積させ、それによって前記基材表面(302)に重なる20個以下、好ましくは10個以下、より好ましくは5個以下、より好ましくは3個以下、より好ましくは1〜2個、より好ましくは1個の層の形態で、細孔構造を有する多孔質二酸化ケイ素材料(309)を得る工程と、
d)前記基材表面(302)から多孔質二酸化ケイ素材料(309)を少なくとも部分的に除去する工程と、
e)前記多孔質二酸化ケイ素材料(309)の細孔構造を修飾し、それによってさらなる細孔構造を有する多孔質二酸化ケイ素材料を得る工程と
を含む、製造方法(100)。
【0027】
一態様において、工程d)は工程e)に先行する。別の態様において、工程e)は工程d)に先行する。
【0028】
|2| 工程c)において、以下:
a.基材(301)は、0.1〜10.0m/分の範囲、好ましくは0.5〜8.0m/分の範囲、より好ましくは1.0〜6m/分の範囲の接線速度で回転する、
b.供給位置から基材表面(302)までの距離は、1〜300cmの範囲、好ましくは5〜250cmの範囲、より好ましくは10〜200cmの範囲である、
のうちの1つまたは両方が満たされる、実施形態|1|に記載の製造方法(100)。
【0029】
|3| 工程e)が、前記多孔質二酸化ケイ素材料(309)の熱処理を含む、実施形態|1|または|2|に記載の製造方法(100)。
【0030】
|4| 前記熱処理が、以下:
a.前記熱処理における最大温度が、工程a)〜d)において達する前記基材表面の最大温度より高い、好ましくは少なくとも10℃高い、より好ましくは少なくとも20℃高い、より好ましくは少なくとも30℃高い、
b.前記熱処理が、
i)前記多孔質二酸化ケイ素材料(309)の温度を1100〜1400℃の範囲、または1100〜1150℃の範囲、または1150〜1200℃の範囲、または1200〜1250℃の範囲、または1250〜1300℃の範囲、または1300〜1350℃の範囲、または1350〜1400℃の範囲;好ましくは1150〜1250℃の範囲、または1150〜1200℃の範囲、または1200〜1250℃の範囲の温度まで増加させる工程、
ii)前記多孔質二酸化ケイ素材料(309)の温度を、100〜2000分、または100〜300分、または300〜500分、または500〜800分、または800〜1500分、または1500〜2000分の範囲の時間、1100〜1400℃の範囲、または1100〜1150℃の範囲、または1150〜1200℃の範囲、または1200〜1250℃の範囲、または1250〜1300℃の範囲、または1300〜1350℃の範囲、または1350〜1400℃の範囲の温度に保持する工程、および
iii)前記多孔質二酸化ケイ素材料(309)の温度を1000℃未満、好ましくは900℃未満、より好ましくは800℃未満に減少させる工程を含む、
c.除去した前記多孔質二酸化ケイ素材料の温度が、前記熱処理において2〜10℃/分の範囲、好ましくは3〜8℃/分の範囲、より好ましくは4〜7℃/分の範囲の速度で増加する、
のうちの1つ以上を満たす、実施形態|3|に記載の製造方法(100)。
【0031】
この実施形態の一態様において、工程d)は工程e)に先行する。この態様において、工程e)はバッチプロセスとして実施されることが好ましい。
【0032】
この実施形態の好ましい態様において、b.i)における温度範囲は、b.ii)における温度範囲と同じである。この実施形態の好ましい態様において、温度範囲および時間の以下の組み合わせが選択肢b.において利用される:300〜500分間、1150〜1200℃、または500〜800分間、1150〜1200℃、または800〜1500分間、1150〜1200℃、または300〜500分間、1200〜1250℃、または500〜800分間、1200〜1250℃、または800〜1500分間、1200〜1250℃。
【0033】
この実施形態の一態様において、工程iii)における冷却は、受動冷却のみによって、好ましくは周囲温度での静置によって実施される。
【0034】
|5| 工程e)において、第1の細孔構造の修飾が、以下:
a.多孔質二酸化ケイ素材料(309)の細孔径分布の幅の減少、
b.多孔質二酸化ケイ素材料(309)の多孔率の減少、
c.多孔質二酸化ケイ素材料(309)の全細孔体積の減少、
d.多孔質二酸化ケイ素材料(309)の多峰性細孔径分布のモードの数の少なくとも1つのモードの減少
のうちの1つ以上を含む、先行する実施形態のいずれかに記載の製造方法(100)。
【0035】
上記の基準の各々を組み合わせて、この実施形態の1つの態様を形成することができる。以下の基準の組み合わせが、この実施形態の好ましい態様である:a、b、c、d、ab、ac、ad、bc、bd、cd、abc、abd、acd、bcdおよびabcd;好ましくはabcまたはabcd、より好ましくはabcd。さらなる実施形態において、工程e)における細孔構造の修飾は、ピークをより狭くすることによって、もしくはピーク値を変化させることのいずれかによって、またはその両方によって、細孔径分布におけるピークを修飾することを含む。この実施形態の1つの態様において、ピークは同時に狭められ、そのピーク値が移動される。
【0036】
|6| 工程d)の後に、多孔質二酸化ケイ素材料(309)が分解される、先行する実施形態のいずれかに記載の製造方法(100)。
【0037】
この実施形態の好ましい態様において、分解は、破砕、粉砕、フライス加工、空気ブレード切断、および電気力学的破砕、好ましくは破砕からなる群から選択される1つまたは複数を含む。多孔質二酸化ケイ素材料を分解するためのエネルギーは、例えば、超音波源から、機械的にまたは他の方法で提供され得る。
【0038】
この実施形態の一態様において、分解は修飾工程e)に先行する。別の態様において、分解は修飾工程e)の後に行われる。
【0039】
|7| 工程c)において、多孔質二酸化ケイ素材料(309)の20個以下の層の厚さは、10〜500μmの範囲である、先行する実施形態のいずれかに記載の製造方法(100)。
【0040】
さらなる実施形態において、20個以下の層の1つ以上、好ましくは全ての各々は、5〜150μmの範囲、好ましくは10〜50μmの範囲、より好ましくは15〜25μmの範囲の厚さを有する。一部の場合、層は、最大で約200μmの厚さを有してもよい。
【0041】
一実施形態において、20個以下の層の1つ以上、好ましくは全ての各々は5〜150μmの範囲の厚さを有し、基材表面は0.6m/分〜20m/分の範囲の接線速度で動く。
【0042】
別の実施形態において、20個以下の層の1つ以上、好ましくは全ての各々は13〜24μmの範囲の厚さを有し、基材表面は2.5m/分〜5m/分の範囲の接線速度で動く。
【0043】
|8| 工程b)において、化学反応が熱分解もしくは加水分解またはその両方である、先行する実施形態のいずれかに記載の製造方法(100)。
【0044】
|9| 先行する実施形態のいずれか一つに記載の製造方法によって得られる多孔質二酸化ケイ素材料。
【0045】
さらなる実施形態において、多孔質二酸化ケイ素材料は、先行する実施形態のいずれか一つに記載の方法によって得られる。
【0046】
|10| 以下の基準:
a)10〜10000nmの範囲の直径を有する細孔について、0.3〜5.9cm
3/gの範囲、好ましくは0.6〜5cm
3/gの範囲、より好ましくは0.8〜3.0cm
3/gの範囲の累積細孔体積、
b)2〜2.3g/cm
3の範囲、好ましくは2.05〜2.25g/cm
3の範囲、より好ましくは2.1〜2.2g/cm
3の範囲の材料密度、
c)0.4〜1.5g/cm
3の範囲、好ましくは0.5〜1.2g/cm
3の範囲、より好ましくは0.6〜0.9g/cm
3の範囲のかさ密度、
d)0.15〜0.85の範囲、好ましくは0.3〜0.8の範囲、より好ましくは0.55〜0.75の範囲の多孔率、
e)5〜140m
2/gの範囲、好ましくは7〜130m
2/gの範囲、より好ましくは10〜110m
2/gの範囲のBET−SSAに従った全比表面積、
f)0〜20m
2/gの範囲、好ましくは0〜10m
2/gの範囲、より好ましくは0.1〜5m
2/gの範囲の2nm未満の細孔径を有する細孔の比表面積、
g)
i)20〜100nmの範囲、好ましくは30〜90nmの範囲、より好ましくは40〜80nmの範囲のD
10、
ii)150〜1000nmの範囲、好ましくは200〜900nmの範囲、より好ましくは300〜800nmの範囲のD
50、および
iii)2000〜5000nmの範囲、好ましくは2300〜4700nmの範囲、より好ましくは2600〜4300nmの範囲のD
90、
を特徴とする、10〜10000の範囲の決定した細孔径分布、
h)1900〜4980nmの範囲、好ましくは2210〜4670nmの範囲、より好ましくは2520〜4260nmの範囲のD
90とD
10との差を特徴とする10〜10000nmの範囲の決定した細孔径分布、
i)1:20〜1:250の範囲、好ましくは1:26〜1:157の範囲、より好ましくは1:33〜1:108の範囲のD
10:D
90の比を特徴とする10〜10000nmの範囲の決定した細孔径分布、
j)10〜100nmの範囲の細孔径を有する細孔について、0.01〜0.2cm
3/gの範囲、好ましくは0.01〜0.1cm
3/gの範囲、より好ましくは0.02〜0.1cm
3/gの範囲の累積細孔体積、
k)100nm超および1000nm以下の細孔径を有する細孔について、0.1〜2.0cm
3/gの範囲、好ましくは0.5〜1.5cm
3/gの範囲、より好ましくは0.5〜1.3cm
3/gの範囲の累積細孔体積、ならびに
l)1000nm超および10000nm以下の細孔径を有する細孔について、0.01〜1.0cm
3/gの範囲、好ましくは0.02〜0.8cm
3/gの範囲、より好ましくは0.02〜0.1cm
3/gの範囲の累積細孔体積
のうちの1つ以上を満たす多孔質二酸化ケイ素材料。
【0047】
|11|
I.実施形態|9|もしくは実施形態|10|またはその両方に記載の多孔質二酸化ケイ素材料を提供する工程と、
II.多孔質二酸化ケイ素材料を炭素源(606)と接触させる工程と、
III.炭素源(606)を少なくとも部分的に炭化し、それによって多孔質二酸化ケイ素材料および炭素を含む前駆体を得る工程と、
IV.前駆体から多孔質二酸化ケイ素材料を少なくとも部分的に除去し、それによって多孔質炭素製品を得る工程と
を含む、多孔質炭素製品を調製する方法。
【0048】
多孔質炭素製品を調製するさらなる方法は、
I.実施形態|1|の工程a)、b)、c)およびe)を実施することによって多孔質二酸化ケイ素材料を提供する工程と、
II.多孔質二酸化ケイ素材料を炭素源(606)と接触させる工程と、
III.炭素源(606)を少なくとも部分的に炭化し、それによって多孔質二酸化ケイ素材料および炭素を含む前駆体を得る工程と、
IV.前駆体から多孔質二酸化ケイ素材料を少なくとも部分的に除去し、それによって多孔質炭素製品を得る工程と
を含む。
【0049】
この実施形態の一態様において、炭素源と接触した二酸化ケイ素材料は、工程IIと工程IIIとの間に基材表面から少なくとも部分的に除去される。
【0050】
この実施形態の一態様において、前駆体は、工程IIIとIVとの間に基材表面から少なくとも部分的に除去される。この態様は、炭素源がコールタールピッチである場合、特に好ましい。
【0051】
この実施形態のさらなる態様は、炭素源と接触している二酸化ケイ素材料、前駆体、炭素製品からなる群から選択される1つ以上の分解を含む。
【0052】
実施形態|2|〜|8|の方法に関連して導入された特徴もまた、この実施形態に利用されてもよい。
【0053】
|12| 実施形態|11|に記載の方法(100)によって得られる多孔質炭素製品。好ましくは、多孔質炭素製品は、実施形態|13|〜|22|に導入された特徴の1つ以上を満たす。
【0054】
|13| 以下の基準:
A)1.5〜2.3g/cm
3の範囲、好ましくは1.6〜2.2g/cm
3の範囲、より好ましくは1.7〜2.1g/cm
3の範囲の材料密度、
B)0.2〜1.2g/cm
3の範囲、好ましくは0.3〜1.1g/cm
3の範囲、より好ましくは0.4〜1.0g/cm
3の範囲のかさ密度、
C)0.4〜0.9の範囲、好ましくは0.45〜0.85の範囲、より好ましくは0.5〜0.8の範囲の多孔率、
D)20〜800m
2/gの範囲、好ましくは30〜750m
2/gの範囲、より好ましくは40〜700m
2/gの範囲のBET−SSAに従った全比表面積、
E)0〜400m
2/gの範囲、好ましくは0〜300m
2/gの範囲、より好ましくは1〜250m
2/gの範囲の2nm未満の細孔径を有する細孔の比表面積、
F)
a.20〜100nmの範囲、好ましくは30〜90nmの範囲、より好ましくは40〜80nmの範囲のD
10、
b.50〜1000nmの範囲、好ましくは60〜900nmの範囲、より好ましくは70〜800nmの範囲のD
50、および
c.2000〜9000nmの範囲、好ましくは2500〜8500nmの範囲、より好ましくは3000〜8000nmの範囲のD
90
を特徴とする10〜10000nmの決定した細孔径分布、
G)1900〜8980nmの範囲、好ましくは2410〜8470nmの範囲、より好ましくは2920〜7960nmの範囲のD
90とD
10との差を特徴とする10〜10000nmの範囲の決定した細孔径分布、
H)1:20〜1:450の範囲、好ましくは1:28〜1:283の範囲、より好ましくは1:38〜1:200の範囲のD
10:D
90の比を特徴とする10〜10000nmの範囲の決定した細孔径分布、
I)10〜100nmの範囲の細孔径を有する細孔について、0.20〜2.50cm
3/gの範囲、好ましくは0.3〜2.4cm
3/gの範囲、より好ましくは0.4〜2.3cm
3/gの範囲の累積細孔体積、
J)100nm超および1000nm以下の細孔径を有する細孔について、0.20〜2.50cm
3/gの範囲、好ましくは0.3〜2.4cm
3/gの範囲、より好ましくは0.4〜2.3cm
3/gの範囲の累積細孔体積、ならびに
K)1000nm超および10000nm以下の細孔径を有する細孔について、0.01〜1.00cm
3/gの範囲、好ましくは0.05〜0.9cm
3/gの範囲、より好ましくは0.1〜0.8cm
3/gの範囲の累積細孔体積
のうちの1つ以上を満たす多孔質炭素製品。
【0055】
|14| 以下の基準:
A)1.6〜2.1g/cm
3の範囲、好ましくは1.7〜2.05g/cm
3の範囲、より好ましくは1.8〜2.0g/cm
3の範囲の材料密度、
B)0.05〜0.7g/cm
3の範囲、好ましくは0.08〜0.6g/cm
3の範囲、より好ましくは0.1〜0.5g/cm
3の範囲のかさ密度、
C)0.5〜0.9の範囲、好ましくは0.6〜0.9の範囲、より好ましくは0.7〜0.9の範囲の多孔率、
D)20〜80m
2/gの範囲、好ましくは30〜60m
2/gの範囲、より好ましくは40〜55m
2/gの範囲のBET−SSAに従った全比表面積、
E)5〜25m
2/gの範囲、好ましくは7〜18m
2/gの範囲、より好ましくは8〜12m
2/gの範囲の2nm未満の細孔径を有する細孔の比表面積、
F)
a.20〜150nmの範囲、好ましくは40〜100nmの範囲、より好ましくは50〜65nmのD
10、
b.300〜800nmの範囲、好ましくは400〜750nmの範囲、より好ましくは450〜700nmの範囲のD
50、および
c.500〜7000nmの範囲、好ましくは700〜6500nmの範囲、より好ましくは800〜6000nmの範囲のD
90
を特徴とする10〜10000nmの決定した細孔径分布、
G)350〜6980nmの範囲、好ましくは600〜6460nmの範囲、より好ましくは735〜5950nmの範囲のD
90とD
10との差を特徴とする10〜10000nmの範囲の決定した細孔径分布、
H)1:3〜1:350の範囲、好ましくは1:7〜1:163の範囲、より好ましくは1:12〜1:120の範囲のD
10:D
90の比を特徴とする10〜10000nmの範囲の決定した細孔径分布、
I)10〜100nmの範囲の細孔径を有する細孔について、0.05〜0.45cm
3/gの範囲、好ましくは0.10〜0.35cm
3/gの範囲、より好ましくは0.15〜0.25cm
3/gの範囲の累積細孔体積、
J)100nm超および1000nm以下の細孔径を有する細孔について、0.70〜1.60cm
3/gの範囲、好ましくは0.80〜1.40cm
3/gの範囲、より好ましくは0.95〜1.25cm
3/gの範囲の累積細孔体積、ならびに
K)1000nm超および10000nm以下の細孔径を有する細孔について、0.05〜1.5cm
3/gの範囲、好ましくは0.1〜1.2cm
3/gの範囲、より好ましくは0.15〜1.05cm
3/gの範囲の累積細孔体積
のうちの1つ以上を満たす多孔質炭素製品。
【0056】
|15| 以下の基準:
A)1.5〜2.3g/cm
3の範囲、好ましくは1.6〜2.27g/cm
3の範囲、より好ましくは2.1〜2.25g/cm
3の範囲の材料密度、
B)0.15〜0.8g/cm
3の範囲、好ましくは0.17〜0.7g/cm
3の範囲、より好ましくは0.2〜0.6g/cm
3の範囲のかさ密度、
C)0.5〜0.95の範囲、好ましくは0.6〜0.8の範囲、より好ましくは0.7〜0.9の範囲の多孔率、
D)10〜50m
2/gの範囲、好ましくは12〜40m
2/gの範囲、より好ましくは15〜30m
2/gの範囲のBET−SSAに従った全比表面積、
E)0〜3m
2/gの範囲、好ましくは0〜2m
2/gの範囲、より好ましくは0〜1m
2/gの範囲の2nm未満の細孔径を有する細孔の比表面積、
F)
d.20〜200nmの範囲、好ましくは30〜150nmの範囲、より好ましくは40〜100nmの範囲のD
10、
e.300〜550nmの範囲、好ましくは350〜500nmの範囲、より好ましくは400〜450nmの範囲のD
50、および
f.1000〜8000nmの範囲、好ましくは3000〜7000nmの範囲、より好ましくは5000〜6000nmの範囲のD
90
を特徴とする10〜10000nmの決定した細孔径分布、
G)800〜7980nmの範囲、好ましくは2850〜6970nmの範囲、より好ましくは4900〜5960nmの範囲のD
90とD
10との差を特徴とする10〜10000nmの範囲の決定した細孔径分布、
H)1:5〜1:400の範囲、好ましくは1:20〜1:233の範囲、より好ましくは1:50〜1:150の範囲のD
10:D
90の比を特徴とする10〜10000nmの範囲の決定した細孔径分布、
I)10〜100nmの範囲の細孔径を有する細孔について、0.05〜0.15cm
3/gの範囲、好ましくは0.06〜0.12cm
3/gの範囲、より好ましくは0.08〜0.10cm
3/gの範囲の累積細孔体積、
J)100nm超および1000nm以下の細孔径を有する細孔について、0.6〜1.4cm
3/gの範囲、好ましくは0.7〜1.3cm
3/gの範囲、より好ましくは0.8〜1.2cm
3/gの範囲の累積細孔体積、ならびに
1000nm超および10000nm以下の細孔径を有する細孔について、0.02〜0.5cm
3/gの範囲、好ましくは0.03〜0.45cm
3/gの範囲、より好ましくは0.05〜0.40cm
3/gの範囲の累積細孔体積
のうちの1つ以上を満たす多孔質炭素製品。
【0057】
|16| 以下の基準:
A)1.35〜2.0g/cm
3の範囲、好ましくは1.40〜1.90g/cm
3の範囲、より好ましくは1.45〜1.85g/cm
3の範囲の材料密度、
B)0.08〜0.5g/cm
3の範囲、好ましくは0.09〜0.4g/cm
3の範囲、より好ましくは0.1〜0.3g/cm
3の範囲のかさ密度、
C)0.6〜0.95の範囲、好ましくは0.7〜0.90の範囲、より好ましくは0.70〜0.85の範囲の多孔率、
D)300〜600m
2/gの範囲、好ましくは350〜580m
2/gの範囲、より好ましくは400〜530m
2/gの範囲のBET−SSAに従った全比表面積、
E)200〜400m
2/gの範囲、好ましくは225〜375m
2/gの範囲、より好ましくは250〜350m
2/gの範囲の2nm未満の細孔径を有する細孔の比表面積、
F)
g.20〜100nmの範囲、好ましくは25〜80nmの範囲、より好ましくは30〜65nmのD
10、
h.100〜450nmの範囲、好ましくは150〜400nmの範囲、より好ましくは200〜385nmの範囲のD
50、および
i.450〜7000nmの範囲、好ましくは600〜6500nmの範囲、より好ましくは1000〜6000nmの範囲のD
90
を特徴とする10〜10000nmの決定した細孔径分布、
G)350〜6980nmの範囲、好ましくは520〜6475nmの範囲、より好ましくは935〜5970nmの範囲のD
90とD
10との差を特徴とする10〜10000nmの範囲の決定した細孔径分布、
H)1:5〜1:350の範囲、好ましくは1:8〜1:260の範囲、より好ましくは1:15〜1:200の範囲のD
10:D
90の比を特徴とする10〜10000nmの範囲の決定した細孔径分布、
I)10〜100nmの範囲の細孔径を有する細孔について、0.2〜0.8cm
3/gの範囲、好ましくは0.3〜0.7cm
3/gの範囲、より好ましくは0.4〜0.6cm
3/gの範囲の累積細孔体積、
J)100nm超および1000nm以下の細孔径を有する細孔について、1.4〜2.1cm
3/gの範囲、好ましくは1.6〜2.0cm
3/gの範囲、より好ましくは1.8〜1.9cm
3/gの範囲の累積細孔体積、ならびに
K)1000nm超および10000nm以下の細孔径を有する細孔について、0.1〜0.5cm
3/gの範囲、好ましくは0.12〜0.35cm
3/gの範囲、より好ましくは0.15〜0.25cm
3/gの範囲の累積細孔体積
のうちの1つ以上を満たす多孔質炭素製品。
|17| 以下の基準:
A)1.6〜2.05g/cm
3の範囲、好ましくは1.65〜2.00g/cm
3の範囲、より好ましくは1.7〜1.95g/cm
3の範囲の材料密度、
B)0.08〜0.5g/cm
3の範囲、好ましくは0.09〜0.4g/cm
3の範囲、より好ましくは0.1〜0.3g/cm
3の範囲のかさ密度、
C)0.6〜0.95の範囲、好ましくは0.65〜0.92の範囲、より好ましくは0.7〜0.9の範囲の多孔率、
D)30〜90m
2/gの範囲、好ましくは40〜80m
2/gの範囲、より好ましくは50〜70m
2/gの範囲のBET−SSAに従った全比表面積、
E)0〜10m
2/gの範囲、好ましくは0〜7m
2/gの範囲、より好ましくは0〜5m
2/gの範囲の2nm未満の細孔径を有する細孔の比表面積、
F)
j.15〜100nmの範囲、好ましくは20〜80nmの範囲、より好ましくは25〜65nmの範囲のD
10、
k.100〜450nmの範囲、好ましくは150〜410nmの範囲、より好ましくは200〜380nmの範囲のD
50、および
l.400〜6000nmの範囲、好ましくは450〜5000nmの範囲、より好ましくは500〜4000nmの範囲のD
90
を特徴とする10〜10000nmの決定した細孔径分布、
G)300〜5985nmの範囲、好ましくは370〜4980nmの範囲、より好ましくは435〜3975nmの範囲のD
90とD
10との差を特徴とする10〜10000nmの範囲の決定した細孔径分布、
H)1:4〜1:400の範囲、好ましくは1:6〜1:250の範囲、より好ましくは1:8〜1:160の範囲のD
10:D
90の比を特徴とする10〜10000nmの範囲の決定した細孔径分布、
I)10〜100nmの範囲の細孔径を有する細孔について、0.2〜0.6cm
3/gの範囲、好ましくは0.25〜0.5cm
3/gの範囲、より好ましくは0.3〜0.4cm
3/gの範囲の累積細孔体積、
J)100nm超および1000nm以下の細孔径を有する細孔について、1.2〜2.3cm
3/gの範囲、好ましくは1.3〜2.2cm
3/gの範囲、より好ましくは1.5〜2.0cm
3/gの範囲の累積細孔体積、ならびに
K)1000nm超および10000nm以下の細孔径を有する細孔について、0.05〜1.5cm
3/gの範囲、好ましくは0.07〜1.3cm
3/gの範囲、より好ましくは0.1〜1.1cm
3/gの範囲の累積細孔体積
のうちの1つ以上を満たす多孔質炭素製品。
|18| 以下の基準:
A)1.4〜1.8g/cm
3の範囲、好ましくは1.45〜1.7g/cm
3の範囲、より好ましくは1.50〜1.65g/cm
3の範囲の材料密度、
B)0.05〜0.6g/cm
3の範囲、好ましくは0.07〜0.55g/cm
3の範囲、より好ましくは0.1〜0.5g/cm
3の範囲のかさ密度、
C)0.5〜0.9の範囲、好ましくは0.6〜0.8の範囲、より好ましくは0.6〜0.7の範囲の多孔率、
D)15〜65m
2/gの範囲、好ましくは20〜55m
2/gの範囲、より好ましくは25〜45m
2/gの範囲のBET−SSAに従った全比表面積、
E)0〜30m
2/gの範囲、好ましくは2〜20m
2/gの範囲、より好ましくは5〜15m
2/gの範囲の2nm未満の細孔径を有する細孔の比表面積、
F)
m.20〜60nmの範囲、好ましくは25〜50nmの範囲、より好ましくは30〜40nmの範囲のD
10、
n.250〜400nmの範囲、好ましくは275〜360nmの範囲、より好ましくは295〜335nmの範囲のD
50、および
o.500〜700nmの範囲、好ましくは550〜650nmの範囲、より好ましくは580〜620nmの範囲のD
90
を特徴とする10〜10000nmの決定した細孔径分布、
G)440〜680nmの範囲、好ましくは500〜625nmの範囲、より好ましくは540〜590nmの範囲のD
90とD
10との差を特徴とする10〜10000nmの範囲の決定した細孔径分布、
H)1:8〜1:35の範囲、好ましくは1:11〜1:26の範囲、より好ましくは1:15〜1:21の範囲のD
10:D
90の比を特徴とする10〜10000nmの範囲の決定した細孔径分布、
I)10〜100nmの範囲の細孔径を有する細孔について、0.20〜0.60cm
3/gの範囲、好ましくは0.25〜0.5cm
3/gの範囲、より好ましくは0.30〜0.40cm
3/gの範囲の累積細孔体積、
J)100nm超および1000nm以下の細孔径を有する細孔について、0.20〜0.70cm
3/gの範囲、好ましくは0.25〜0.60cm
3/gの範囲、より好ましくは0.30〜0.50cm
3/gの範囲の累積細孔体積、ならびに
K)1000nm超および10000nm以下の細孔径を有する細孔について、0.10〜0.50cm
3/gの範囲、好ましくは0.15〜0.40cm
3/gの範囲、より好ましくは0.20〜0.30cm
3/gの範囲の累積細孔体積
のうちの1つ以上を満たす多孔質炭素製品。
|19| 以下の基準:
A)1.40〜1.80g/cm
3の範囲、好ましくは1.45〜1.75g/cm
3の範囲、より好ましくは1.50〜1.70g/cm
3の範囲の材料密度、
B)0.05〜0.6g/cm
3の範囲、好ましくは0.07〜0.55g/cm
3の範囲、より好ましくは0.1〜0.5g/cm
3の範囲のかさ密度、
C)0.6〜0.9の範囲、好ましくは0.65〜0.85の範囲、より好ましくは0.7〜0.8の範囲の多孔率、
D)350〜550m
2/gの範囲、好ましくは370〜500m
2/gの範囲、より好ましくは400〜440m
2/gの範囲のBET−SSAに従った全比表面積、
E)180〜350m
2/gの範囲、好ましくは210〜320m
2/gの範囲、より好ましくは230〜290m
2/gの範囲の2nm未満の細孔径を有する細孔の比表面積、
F)
p.15〜50nmの範囲、好ましくは17〜42nmの範囲、より好ましくは20〜35nmの範囲のD
10、
q.150〜300nmの範囲、好ましくは180〜250nmの範囲、より好ましくは200〜225nmの範囲のD
50、および
r.330〜470nmの範囲、好ましくは350〜450nmの範囲、より好ましくは380〜420nmの範囲のD
90
を特徴とする10〜10000nmの決定した細孔径分布、
G)280〜455nmの範囲、好ましくは308〜433nmの範囲、より好ましくは345〜400nmの範囲のD
90とD
10との差を特徴とする10〜10000nmの範囲の決定した細孔径分布、
H)1:7〜1:31の範囲、好ましくは1:8〜1:26の範囲、より好ましくは1:11〜1:21の範囲のD
10:D
90の比を特徴とする10〜10000nmの範囲の決定した細孔径分布、
I)10〜100nmの範囲の細孔径を有する細孔について、0.8〜1.6cm
3/gの範囲、好ましくは0.9〜1.5cm
3/gの範囲、より好ましくは1.0〜1.4cm
3/gの範囲の累積細孔体積、
J)100nm超および1000nm以下の細孔径を有する細孔について、0.4〜1.0cm
3/gの範囲、好ましくは0.5〜0.9cm
3/gの範囲、より好ましくは0.6〜0.8cm
3/gの範囲の累積細孔体積、ならびに
K)1000nm超および10000nm以下の細孔径を有する細孔について、0.05〜0.5cm
3/gの範囲、好ましくは0.08〜0.35cm
3/gの範囲、より好ましくは0.10〜0.25cm
3/gの範囲の累積細孔体積
のうちの1つ以上を満たす多孔質炭素製品。
【0058】
|20| 多孔質炭素製品が、以下:
a.水銀圧入ポロシメトリーによって測定して、50nm超から1000nm以下の範囲の細孔径を有する細孔の体積P
1、
b.水銀圧入ポロシメトリーによって測定して、10nmから50nmの範囲の細孔径を有する細孔の体積P
2、
c.BJH−BETによって測定して、0nm超から6nm以下の範囲の細孔径を有する細孔の体積P
3、
d.BJH−BETによって測定して、2nm以下の細孔径を有する細孔の体積P
4、
e.BJH−BETによって測定して、0nmから10nm未満の範囲の細孔径を有する細孔の体積P
5、
f.総体積P
S=P
1+P
2+P
5
を有する複数の細孔を含み、
以下の基準:
i.P
1が0.1〜2.5cm
3/gの範囲、好ましくは0.2〜2.4cm
3/gの範囲、より好ましくは0.3〜2.3cm
3/gの範囲であり、
ii.P
1/P
Sが少なくとも0.1、好ましくは少なくとも0.15、より好ましくは少なくとも0.2であり、
iii.P
2が0.01〜1cm
3/gの範囲、好ましくは0.05〜0.9cm
3/g、より好ましくは0.1〜0.8cm
3/gの範囲であり、
iv.P
4が0.1cm
3/g未満、好ましくは0.08cm
3/g未満、より好ましくは0.6cm
3/g未満であり、
v.P
3が0cm
3/gから0.5cm
3/g以下、好ましくは0cm
3/g〜0.45cm
3/g、より好ましくは0.01cm
3/g〜0.4cm
3/gの範囲であり、
vi.P
2/P
Sが0.01〜0.5、好ましくは0.02〜0.45、より好ましくは0.05〜0.4の範囲であり、
vii.P
1/P
Sが少なくとも0.65、好ましくは少なくとも0.67、より好ましくは少なくとも0.7であり、P
2/P
Sが0.02〜0.25、好ましくは0.04〜0.22、より好ましくは0.1〜0.2の範囲であり、P
3/P
Sが0.10未満、好ましくは0.8未満、より好ましくは0.7未満であり、
viii.P
3/P
2が0〜0.2、好ましくは0〜0.15、より好ましくは0.01〜0.12の範囲であり、
ix.P
3/P
2が0.3〜0.7、好ましくは0.33〜0.67、より好ましくは0.35〜0.65の範囲である、
のうちの1つ以上を満たす、実施形態|12|〜|19|のいずれか一つに記載の多孔質炭素製品。
【0059】
|21| 多孔質炭素製品が、以下:
a.水銀圧入ポロシメトリーによって測定して、50nm超から1000nm以下の範囲の細孔径を有する細孔の体積P
1、
b.水銀圧入ポロシメトリーによって測定して、10nm〜50nmの範囲の細孔径を有する細孔の体積P
2、
c.BJH−BETによって測定して、0nm超から6nm以下の範囲の細孔径を有する細孔の体積P
3、
d.BJH−BETによって測定して、2nm以下の細孔径を有する細孔の体積P
4、
e.BJH−BETによって測定して、0nmから10nm未満の範囲の細孔径を有する細孔の体積P
5、
f.総体積P
S=P
1+P
2+P
5
を有する複数の細孔を含むモノリシック炭素体であり、
以下の基準:
i.P
1が0.1〜10cm
3/gの範囲、好ましくは0.15〜8cm
3/gの範囲、より好ましくは0.2〜7cm
3/gの範囲であり、
ii.P
1/P
Sが少なくとも0.1、好ましくは少なくとも0.15、より好ましくは少なくとも0.2であり、
iii.P
2が0.01〜1cm
3/gの範囲、好ましくは0.05〜0.9cm
3/gの範囲、より好ましくは0.1〜0.8cm
3/gの範囲であり、
iv.P
4が0.1cm
3/g未満、好ましくは0.9cm
3/g未満、より好ましくは0.8cm
3/g未満であり、
v.P
3が0cm
3/gから0.5cm
3/g以下、好ましくは0cm
3/g〜0.45cm
3/g、より好ましくは0.01cm
3/g〜0.4cm
3/gの範囲であり、
vi.P
2/P
Sが0.01〜0.5、好ましくは0.05〜0.45、より好ましくは0.1〜0.4の範囲であり、
vii.P
1/P
Sが少なくとも0.65、好ましくは少なくとも0.67、より好ましくは少なくとも0.7であり、P
2/P
Sが0.02〜0.25、好ましくは0.04〜0.22、より好ましくは0.05〜0.20の範囲であり、P
3/P
Sが0.10未満、好ましくは0.09未満、より好ましくは0.08未満であり、
viii.P
3/P
2が0〜0.2、好ましくは0〜0.19、より好ましくは0.01〜0.18の範囲であり、
ix.P
3/P
2が0.3〜0.7、好ましくは0.33〜0.67、より好ましくは0.35〜0.65の範囲である、
のうちの1つ以上を満たす、実施形態|12|〜|19|のいずれか一つに記載の多孔質炭素製品。
【0060】
|22| 多孔質炭素製品が、以下:
a.水銀圧入ポロシメトリーによって測定して、50nm超から1000nm以下の範囲の細孔径を有する細孔の体積P
1、
b.水銀圧入ポロシメトリーによって測定して、10nm〜50nmの範囲の細孔径を有する細孔の体積P
2、
c.BJH−BETによって測定して、0nm超から6nm以下の範囲の細孔径を有する細孔の体積P
3、
d.BJH−BETによって測定して、2nm以下の細孔径を有する細孔の体積P
4、
e.BJH−BETによって測定して、0nmから10nm未満の範囲の細孔径を有する細孔の体積P
5、
f.総体積P
S=P
1+P
2+P
5
を有する複数の細孔を含むモノリシック炭素体であり、
以下の基準:
i.P
1が0.1〜10cm
3/gの範囲、好ましくは0.15〜8cm
3/gの範囲、より好ましくは0.2〜7cm
3/gの範囲であり、
ii.P
1/P
Sが少なくとも0.1、好ましくは少なくとも0.15、より好ましくは少なくとも0.2であり、
iii.P
2が0.01〜1cm
3/gの範囲、好ましくは0.05〜0.9cm
3/gの範囲、より好ましくは0.1〜0.8cm
3/gの範囲であり、
iv.P
4が0.1cm
3/g未満、好ましくは0.9cm
3/g未満、より好ましくは0.8cm
3/g未満であり、
v.P
3が0cm
3/gから0.5cm
3/g以下、好ましくは0cm
3/g〜0.45cm
3/g、より好ましくは0.01cm
3/g〜0.4cm
3/gの範囲であり、
vi.P
2/P
Sが0.01〜0.5、好ましくは0.05〜0.45、より好ましくは0.1〜0.4の範囲であり、
vii.P
1/P
Sが少なくとも0.65、好ましくは少なくとも0.67、より好ましくは少なくとも0.7であり、P
2/P
Sが0.02〜0.25、好ましくは0.04〜0.22、より好ましくは0.05〜0.20の範囲であり、P
3/P
Sが0.10未満、好ましくは0.09未満、より好ましくは0.08未満であり、
viii.P
3/P
2が0〜0.2、好ましくは0〜0.19、より好ましくは0.01〜0.18の範囲であり、
ix.P
3/P
2が0.3〜0.7、好ましくは0.33〜0.67、より好ましくは0.35〜0.65の範囲である、
のうちの1つ以上を満たす、実施形態|12|〜|19|のいずれか一つに記載の多孔質炭素製品。
【0061】
|23| 実施形態|12|〜|22|のいずれか一つに記載の多孔質炭素製品を含む装置。
【0062】
|24| 電極の総重量に基づいて、0.1〜10wt%の範囲、好ましくは0.3〜8wt%の範囲、より好ましくは0.5〜6wt%の範囲の多孔質炭素製品を含む電極を備える、実施形態|23|に記載の装置。
【0063】
|25| 装置が電気化学装置である、実施形態|23|または|24|に記載の装置。
【0064】
|26| 電極における実施形態|12|〜|22|のいずれか一つに記載の多孔質炭素製品の使用。
【0065】
|27| 多孔質炭素製品が、電極の総重量に基づいて、0.1〜10wt%の範囲、好ましくは0.3〜8wt%の範囲、より好ましくは0.5〜6wt%の範囲で電極に存在する、実施形態|26|に記載の使用。
【0066】
|28| 多孔質炭素材料(800)の製造における実施形態|9|または実施形態|10|に記載の多孔質二酸化ケイ素材料の使用。
【0067】
好ましくは、工程a)において、供給材料組成物は、kg/分の供給速度で反応ゾーンに供給される。供給速度は、好ましくは、機器セットアップの規模に合わせて当業者によって選択される。さらに好ましくは、工程c)において、第1の複数の粒子の0.5〜0.95、好ましくは0.6〜0.9、より好ましくは0.7〜0.85の割合が基材表面上に堆積され、それによって多孔質二酸化ケイ素材料が得られる。さらに好ましくは、工程c)において、多孔質二酸化ケイ素材料が、ある堆積速度(kg/分)で得られ、ここで、堆積速度と供給速度との比は、0.02〜0.2、好ましくは0.1〜0.2、より好ましくは0.17〜0.19の範囲である。