ヨモギと甘草の残渣由来の鉄ドープ階層多孔質炭素のその場合成:吸着冷凍のための細孔エンジニアリングと熱伝導率向上
In Situ Fe-Doped Hierarchically Porous Carbon Derived from Astragalus and Licorice Residues: Pore Engineering and Thermal Conductivity Enhancement for Methanol Adsorption Refrigeration
ヨモギ(55 wt%)と甘草(45 wt%)の残渣を用いて、鉄(Fe)をドープした階層多孔質炭素(ZYC-ZFe)をその場で合成した。この材料は、1244.69 m2/gの比表面積、1.123 cm3/gの総細孔容積、4.517 W/(m·K)の熱伝導率、713.06 mg/gのメタノール吸着容量を示した。90°C、30分で97.6%の脱着効率を達成し、100サイクルの吸脱着後も吸着容量の低下は3.2%に留まった。CFDシミュレーションでは、ZYC-ZFeを充填した吸着冷凍ベッドはコア温度上昇時間を短縮した。90°Cでの動作サイクルにおいて、ZYC-ZFeは1534.6 kJ/(kg·h)の比冷却電力と0.52の性能係数(COP)を達成した。この研究は、漢方薬残渣の高付加価値再利用のための技術戦略を提供し、低品位排熱駆動吸着冷凍の実用化を促進する。
- ヨモギ(55 wt%)と甘草(45 wt%)の残渣から鉄ドープ階層多孔質炭素ZYC-ZFeをその場合成した
- ZYC-ZFeは比表面積1244.69 m2/g、総細孔容積1.123 cm3/g、熱伝導率4.517 W/(m·K)を達成した
- 吸着冷凍ベッドで比冷却電力1534.6 kJ/(kg·h)とCOP 0.52を達成し、100サイクル後の吸着容量低下は3.2%に留まった
漢方薬残渣(ヨモギ・甘草)を原料とした鉄ドープ階層多孔質炭素により、吸着冷凍の性能を大幅に向上させた点は注目に値する。比表面積1244.69 m2/g、熱伝導率4.517 W/(m·K)、メタノール吸着容量713.06 mg/gを達成し、100サイクル後の性能劣化も3.2%と安定性が高い。廃棄物の高付加価値利用と低品位排熱駆動の冷凍技術の両面で産業応用の可能性があり、エネルギー・材料分野でのスタートアップや実用化プロジェクトへの波及が期待される。