(57)【要約】  本明細書は、吸着剤モノリス、吸着剤モノリスを作製する方法、および本開示による吸着剤モノリスを含むガス状貯蔵システムに関連する。特に、吸着剤モノリスは吸着剤、結合剤、および足場材料を含む。
2018522720.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
多孔質ガス吸着剤モノリスであって、
吸着剤と、
結合剤と、
足場材料とを含む物品。
【請求項２】
前記足場材料が天然繊維足場および合成繊維足場のうち少なくとも１つを含む、請求項１に記載の物品。
【請求項３】
前記合成繊維足場がポリプロピレン繊維、ポリエステル繊維、および４ＤＧ繊維のうち少なくとも１つを含む、請求項２に記載の物品。
【請求項４】
前記吸着剤が容積ベースで約０．３ｃｃ／ｃｃまたはそれ以上の孔の容積（２５Å未満）を含む、請求項１に記載の物品。
【請求項５】
前記吸着剤が少なくとも７７重量％の量で存在する、および／または前記結合剤が２０重量％を超えない量で存在する、および／または前記足場材料が３重量％を超えない量で存在する、請求項１〜４のいずれか１項に記載の物品。
【請求項６】
前記物品が約１１０℃〜約２５０℃の範囲の乾燥温度を持つ、請求項１〜５のいずれか１項に記載の物品。
【請求項７】
前記足場材料のガラス転移温度（Ｔｇ）が約２００℃〜約２７０℃の範囲である、請求項１〜６のいずれか１項に記載の物品。
【請求項８】
多孔質ガス吸着剤モノリスを作製する方法であって、前記方法が、
吸着剤、結合剤、および足場材料を混和する工程と、
前記混和物を造形構造に圧縮する工程と、
前記圧縮混和物に熱をかける工程とを含む、方法。
【請求項９】
請求項８の方法であって、
前記吸着剤が少なくとも７７重量％の量で存在する、
前記結合剤が２０重量％を超えない量で存在する、
前記足場材料が３重量％を超えない量で存在する、のうち少なくとも１つに該当する、方法。
【請求項１０】
前記足場材料が天然繊維足場および合成繊維足場のうち少なくとも１つを含む、請求項８または９に記載の物品。
【請求項１１】
前記合成繊維足場がポリプロピレン繊維、ポリエステル繊維、および４ＤＧ繊維のうち少なくとも１つを含む、請求項１０に記載の物品。
【請求項１２】
前記混和物を圧縮する前記工程が、少なくとも１，２５０  ｐｓｉの圧力をかける工程を含み、および／または前記金型の形状がプリズム、シリンダー、卵形プリズム、立方体、楕円形プリズム、長方形プリズム、五角形プリズムのうち少なくとも１つである、請求項８〜１１のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１３】
ガス状貯蔵システムであって、
容器と、
多孔質ガス吸着剤モノリスであって、
吸着剤と、
結合剤と、
足場材料とを含むものとを備える、システム。
【請求項１４】
請求項１３に記載のシステムであって、
前記吸着剤が少なくとも７７重量％の量で存在する、
前記結合剤が２０重量％を超えない量で存在する、
前記足場材料が３重量％を超えない量で存在する、のうち少なくとも１つに該当する、システム。
【請求項１５】
前記足場材料が天然繊維足場および合成繊維足場のうち少なくとも１つを含む、請求項１３または１４に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願）
本明細書は、２０１５年７月９日に出願された米国仮出願第６２／１９０，５０９号の利益を主張するものである。上述の出願の内容全体が参照により本書に組み込まれる。
【０００２】
本開示は吸着剤物品に関連し、より特定的には、本開示の実施形態は、結合剤および足場材料を含む吸着剤モノリスに関連する。
【背景技術】
【０００３】
活性炭は、顆粒および粉末の形態で入手可能な周知の吸着剤である。ある一定のガス、例えば天然ガス、アンモニアおよび水素を貯蔵する時、高密度活性炭ブロックが最も効率的な炭素吸着を提供する。すなわち、容積をベースにすると、天然ガスの貯蔵時に、粒子間の空隙容積が大いに減少または除去されているブロックが最も効率が高い。対照的に、炭素粒子の空隙は、十分な吸着接触を確保するために、およびその他の用途において過度の圧力降下なしに流体を通過させるために重要である可能性がある。
【０００４】
高密度の頑丈な活性炭構造を生産する努力によって、数多くの圧縮および結合技術がもたらされてきた。例えば、高分子系接着剤を含む集塊状の活性炭の塊を生産する方法（米国特許第４，０００，２３６号）、炭素粒子と結合剤で炭素質材料を生産する方法（米国特許第４，７１７，５９５号）、メチルセルロース結合剤で活性炭構造を生産する方法（米国特許第５，３０６，６７５号）、および高分子結合剤で活性炭モノリスを生産する方法（米国特許第６，２０７，２６４号）である。
【０００５】
ところが、活性炭モノリス生産のための従来的な技術は問題がある。例えば、モノリス生産時に要求される高温（例えば、約８００℃）およびオフガス生産（例えば、ＨＣｌ）は、生産原価を著しく増大させる。高い生産原価は、一部の市場、例えば天然ガス貯蔵での使用の場合、コストを法外に高くする。さらなる例として、従来的な技術は、表面積の喪失をもたらしかねず、環境に対する配慮がなく、かつ過度に脆弱で未熟な状態にある。
【０００６】
結合剤はまた、活性炭の孔を塞ぎ、それによって孔径分布を混乱させることでも周知である。有孔性の妨害は、結合剤が湿って活性炭の表面に薄層で覆う膜を形成することによって起こる。表面の薄層の厚さおよび度合いは、数多くの可変要素（混合物中の水の量など）に依存する。活性炭の欠点は、容積または有孔性が大きいことであり、これによって、孔の容積が満たされた後に表面を湿らせるのに大量の水を必要とする。有孔性が塞がれた結果、従来的な活性炭モノリスは、表面積が減少し、吸着容量が低下し、孔径が大きくなる。さらに、処理に必要な高い度合いでの水の追加は、材料を乾燥させるためのプロセス時間を長くする。特に、活性炭を非常に大きな表面積（＞２０００  ｍ２／ｇ）と結合する高分子樹脂の使用は、大幅な表面積の減少および機械強度の低下をもたらす。例えば粘土などの無機結合剤が、機械強度を増大させるために利用されてきたが、有機結合剤ほどには有孔性を妨害しない。ところが、こうした無機結合剤の使用は高価（例えば、不活性雰囲気中、９００℃での焼成が必要）であり、また数多くの用途において機械強度の十分な増大にはつながらない。
【０００７】
これまでにフィラメントは、乾燥を促進するために高湿度を含む構造で使用されてきた。これらの添加物は、米国特許第３，６１５，３１１号、米国特許第４，２９６，１６９号、米国特許第４，３６４，８８３号、および米国特許第５，１００，４７４号で報告されている通り、乾燥速度を速めることが示されてきた。
【０００８】
数多くの活性炭の用途で、吸着剤が様々な形状およびサイズの装置内に配置されることが要求される。ところが、標準的な結合方法では、活性炭をそうした装置に要求される形状および／またはサイズを成形できない一方で、上述の通り、生産時に要求されるオフガス生産および高温による相当なコストなしに生産されうる、十分な機械強度および非常に広い表面積を有する活性炭モノリスが提供される。
【０００９】
従って、非常に広い表面積および十分な機械強度を持つ活性炭モノリスのニーズ、および炭素表面積を著しく喪失することなく、一方で必要な機械強度を達成する、活性炭粒子から活性炭モノリスを生産する方法のニーズがある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本明細書は、多孔質ガス吸着剤モノリス（例えば、活性炭モノリス）、多孔質ガス吸着剤モノリスを作製する方法、およびその適用に関連する。意外および予想外なことに、吸着剤（例えば、活性炭）、結合剤および足場材料のある一定の組み合わせによって、機械的応力に対する優れた強度、特定の吸着剤についてのスイング吸着において高い容積性能を備える一方で、細長い足場を追加してもモノリスの乾燥速度を著しく変化させない、吸着剤モノリスがもたらされることが分かった。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
こうして、ある一定の実施形態において、微小孔性またはナノ孔性のモノリシック炭素質物品が本明細書に開示されている。この物品は吸着剤材料（例えば、活性炭）、結合剤、および足場材料を含む。ある一定の実施形態において、足場材料は、２５０℃を超えないガラス転移温度を持つ。
【００１２】
別の実施形態において、吸着剤モノリスが本明細書に開示されている。このモノリスは吸着剤材料（例えば、活性炭）、結合剤、および足場材料を含む。特定の実施形態において、結合剤は２０重量％以下の量で存在する。別の実施形態において、吸着剤（例えば、活性炭）は少なくとも７７重量％の量で存在する。ある一定の実施形態において、吸着剤モノリスは足場材料の３重量％を超えない。
【００１３】
本開示の別の態様において、多孔質ガス吸着剤モノリスを作製する方法が本明細書に開示されている。方法は、吸着剤（例えば、活性炭）、結合剤、および足場材料を混和する工程と、混和物を造形構造に圧縮する工程と、圧縮混和物に熱を適用する工程とを含む。
【００１４】
ある一定の実施形態において、吸着剤（例えば、活性炭）は少なくとも７７重量％の量で存在する、結合剤は２０重量％を超えない量で存在する、足場材料は３重量％を超えない量で存在する、のうち少なくとも１つである。
【００１５】
本開示の別の態様において、ガス状炭化水素貯蔵システムが本明細書に開示されている。システムは、容器と、本開示による少なくとも１つの多孔質ガス吸着剤モノリスとを備える。すなわち、多孔質ガス吸着剤モノリスには、吸着剤、結合剤、および足場材料が含まれる。
【００１６】
ある一定の実施形態において、ガス状炭化水素貯蔵システムのタンクは、少なくとも１，０００  ｐｓｉ（ポンド／平方インチ）に耐えるように構成される。
【００１７】
先行の有用性の一般的領域は、例としてのみ与えられたものであり、また本開示および添付の請求項の範囲を限定する意図はない。本開示の組成、方法、およびプロセスに関連する追加的な目的および利点は、本請求項、明細書本文、および実施例に照らして、当業者によって理解される。例えば、本開示の様々な態様および実施形態は、数多くの組み合わせで利用されることができ、そのすべてが本明細書によって明確に企図されている。これらの追加的な利点、目的および実施形態は、本開示の範囲に明確に含まれる。発明の背景を解明するために、また特定の場合において、実施に関する追加的な詳細を提供するために、本明細書で使用されている出版物およびその他の資料は、参照により組み込まれる。
【００１８】
本明細書に組み込まれ、かつ本明細書の一部を形成する添付図面は、本開示のいくつかの実施形態を例証し、説明とともに、本発明の原理を説明する役目をする。図は、本開示の実施形態を例証する目的のみであって、本発明を制限するものと解釈されない。本発明のさらなる目的、特徴および利点は、本開示の例証的な実施形態を示す添付図と併せて以下の詳細な説明から明白となる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】図１は、本明細書で開示した活性炭モノリスを作製する方法の流れ図である。
【図２】図２は、本明細書で開示した活性炭モノリス貯蔵システムを図示したものである。
【図３】図３は、２５重量％のココナッツ炭素を含む活性炭モノリスを、足場材料を含む活性炭モノリス（サンプル２〜６）と比較したグラフである。硬度を決定するために、直径約４インチ、厚さ約１インチのモノリスが、Ｃｏｘ  ＆  Ｓｏｎｓ  Ａｕｔｏｍａｔｉｃ  Ｃｏｎｃｒｅｔｅ  Ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ上に放射状に配置され、ロードセルは５，０００ポンドとした。サンプルは、半径方向に力がかかるように（サンプルの断面を横切って）配置された。軸を１５ｍｍ／秒の速さで降下させた。硬度は、応力‐歪み曲線の下の面積として計算され、ここで応力は試験から計算され、加えられた力をサンプルの断面積で割わることによって計算された。歪みは実験データから計算され、時間＝ｘの時点でのサンプルの高さを時間＝０でのサンプルの高さから引いて、時間＝０での高さで割ることによって計算され、ここでｘは０．１秒ずつ増加する。温度は２２°Ｃ±１°Ｃで一定に保たれる。
【図４】図４は、８５℃での異なる活性炭モノリス間での乾燥速度を比較したグラフである。乾燥速度は、一定の温度８５℃でのオーブン内の実験の重量減少を記録することで計算された。重量は２０秒毎に測定された。速度は、重量減少をサンプルの表面積で割り、実験開始からの時間を掛けることで計算された。前記の値は、試験中に乾燥速度がどのように変化するかを明らかにするために、時間に対してプロットされている。
【図５】図５は、５５℃での異なる活性炭モノリス間での乾燥速度を比較したグラフである。乾燥速度は、一定の温度５５℃でのオーブン内の実験の重量減少を記録することで計算された。重量は２０秒毎に測定された。速度は、重量減少をサンプルの表面積で割り、実験開始からの時間を掛けることで計算された。前記の値は、試験中に乾燥速度がどのように変化するかを明らかにするために、時間に対してプロットされている。
【図６】図６Ａ、６Ｂ、および６Ｃは、Ｎｕｃｈａｒ（登録商標）ＳＡ−１５００活性炭モノリスをマイクロスフェアとともに使用した例の写真であり、これは５５℃（６Ａ）または８５℃（６Ｂおよび６Ｃ）で乾燥させた時に、容認可能なモノリスの生成に失敗している。
【図７】図７Ａおよび７Ｂは、Ｎｕｃｈａｒ（登録商標）ＳＡ−１５００活性炭モノリスを足場材料（７Ａ）またはマイクロスフェア（７Ｂ）なしで用いて５５℃で乾燥させた例の写真である。
【図８】図８Ａ、８Ｂ、８Ｃ、８Ｄ、８Ｅ、および８Ｆは、本開示のＮｕｃｈａｒ（登録商標）ＳＡ−１５００活性炭モノリスを用いた例の写真である。
【図９】図９Ａおよび９Ｂは、Ｎｕｃｈａｒ（登録商標）ＳＡ−１５００を用いた例での活性炭モノリスの写真であり、ココナッツ由来活性炭および結合剤を使用している。
【図１０】図１０Ａおよび１０Ｂは、本開示の活性炭モノリスの写真である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下は詳細な説明であり、本発明の実施において当業者を支援するために提供されている。当業者であれば、本開示の精神または範囲を逸脱することなく、本明細書で記載した実施形態において修正および変形をなしうる。本明細書で言及したすべての出版物、特許出願、特許、図およびその他の参考文献は、参照することによりその全体が明確に組み込まれる。
【００２１】
本書には、吸着剤モノリスおよびその作製方法、ならびにそれを使用するガス状炭化水素貯蔵システムが説明されており、そのすべては、吸着剤、結合剤、および足場材料のある一定の組み合わせが、より大きな表面積および機械強度を持つ比較的安価な吸着剤モノリスを製造するために使用されうるという、意外かつ予想外な発見に関連する。すなわち、その組み合わせが吸着剤モノリスを生産するのに十分な機械強度を提供する。
【００２２】
値の範囲が提供される場合、その範囲の上限および下限の間にある各値、およびその他任意の表示された値またはその表示された範囲内にある値は、その下限の単位の１０分の１まで、文脈が明瞭にそうでないことを示していない限り（例えば、その範囲内のそれぞれの炭素原子数が提供される、ある数の炭素原子を含む基の場合に）、本発明の範囲に含まれることが理解される。これらの小さい方の範囲の上限および下限は、小さい方の範囲に独立的に含まれる場合があり、これも本発明に含まれるが、表示された範囲内の具体的に除外された限度がある場合はその限りではない。表示された範囲に限界の一方または両方が含まれている場合、含まれる限界の一方または両方を除外する範囲も、本発明に含まれる。
【００２３】
本発明を説明するために以下の用語が使用される。別途定義されていない限り、本明細書で使用されているすべての技術的および学術的な用語は、本発明が属する技術の当業者によって一般に理解されるものと同一の意味を持つ。説明で使用されている用語は、特定の実施形態を説明する目的でのみ使用されており、本発明を限定する意図はない。
【００２４】
冠詞「一つ（ａおよびａｎ）」は本明細書および添付の請求項で使用される場合、文脈が明確にそうでないことを示していない限り、本明細書で一つまたは複数（すなわち、少なくとも１つの）のその冠詞の文法的目的を意味するために使用される。一例として、「要素（ａｎ  ｅｌｅｍｅｎｔ）」は、一つの要素または複数の要素を意味する。
【００２５】
「および／または」という句は本明細書および請求項で使用される場合、そのように接続されている要素の「一方または両方（ｅｉｔｈｅｒ  ｏｒ  ｂｏｔｈ）」、すなわち、ある場合には結合的に存在し、他の場合には択一的に存在する要素を意味するものと理解されるべきである。「および／または」を用いて列挙された複数の要素は、同一の方法で、すなわち、そのように接続される要素の「一つまたは複数の（ｏｎｅ  ｏｒ  ｍｏｒｅ）」として解釈されるべきである。その他の要素は、「および／または」という句によって具体的に識別される要素以外に随意に存在しうるもので、具体的に識別された要素に関連しているか、関連していないかによらない。そのため、非限定的な例として、「Ａおよび／またはＢ」への言及は、「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」などのオープンエンドの言葉遣いを用いた接続で使用される時、一つの実施形態において、Ａのみ（随意にＢ以外の要素を含む）、別の実施形態において、Ｂのみ（随意にＡ以外の要素を含む）、さらに別の実施形態において、ＡおよびＢの両方（随意にその他の要素を含む）、などを言及しうる。
【００２６】
「または」は本明細書および請求項で使用される場合、上記で定義した「および／または」と同一の意味を持つことが理解されるべきである。例えば、リスト内で項目を分離する時、「または」または「および／または」は、包括的であると解釈され、すなわち、多数またはリストの要素のうち少なくとも１つだけでなく複数の項目、および随意に追加的なリストされてない項目を含むものと解釈されるものとする。反対に「〜のうち一つのみ（ｏｎｌｙ  ｏｎｅ  ｏｆ）」または「〜の厳密に一つ（ｅｘａｃｔｌｙ  ｏｎｅ  ｏｆ）」など、明瞭に示されている用語のみ、または請求項において使用される時に「〜から成る（ｃｏｎｓｉｓｔｉｎｇ  ｏｆ）」は、多数またはリストの要素のうち厳密に一つの要素を含めることを意味する。一般に、「または」という用語は本明細書で使用される場合、「一方（ｅｉｔｈｅｒ）」、「〜のうち一つ（ｏｎｅ  ｏｆ）」、「〜のうち一つのみ（ｏｎｌｙ  ｏｎｅ  ｏｆ）」、または「〜の厳密に一つ（ｅｘａｃｔｌｙ  ｏｎｅ  ｏｆ）」などの排他性の用語が先行する時、排他的な選択肢（すなわち、「一方または他方であるが、両方ではない（ｏｎｅ  ｏｒ  ｔｈｅ  ｏｔｈｅｒ  ｂｕｔ  ｎｏｔ  ｂｏｔｈ）」）を示すものとしてのみ解釈されるものとする。
【００２７】
請求項ならびに上述の明細書において、「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」、「含み（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」、「備える（ｃａｒｒｙｉｎｇ）」、「持つ（ｈａｖｉｎｇ）」、「含む（ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ）」、「含み（ｉｎｖｏｌｖｉｎｇ）」、「保持する（ｈｏｌｄｉｎｇ）」、「〜から成る（ｃｏｍｐｏｓｅｄ  ｏｆ）」、およびこれに類するものなどすべての移行句は、オープンエンドであること、すなわち、含むがそれに限定されないことを意味することが理解される。移行句「〜から成る（ｃｏｎｓｉｓｔｉｎｇ  ｏｆ）」および「〜から基本的に成る（ｃｏｎｓｉｓｔｉｎｇ  ｅｓｓｅｎｔｉａｌｌｙ  ｏｆ）」のみがそれぞれ、米国特許審査マニュアル（Ｕｎｉｔｅｄ  Ｓｔａｔｅｓ  Ｐａｔｅｎｔ  Ｏｆｆｉｃｅ  Ｍａｎｕａｌ  ｏｆ  Ｐａｔｅｎｔ  Ｅｘａｍｉｎｉｎｇ  Ｐｒｏｃｅｄｕｒｅｓ）のＳｅｃｔｉｏｎ  ２１１１．０３に規定されたクローズドまたはセミクローズドの移行句として解釈されるものとする。
【００２８】
本明細書および請求項で使用される場合、一つまたは複数の要素のリストに関連した「少なくとも１つの（ａｔ  ｌｅａｓｔ  ｏｎｅ）」という句は、要素リスト内の任意の一つまたは複数の要素から選択される少なくとも１つの要素を意味するものと理解されるべきであるが、必ずしもその要素リストに具体的にリストされるあらゆる要素のうち少なくとも１つを含む必要はなく、また、要素リスト内の要素の任意の組み合わせを除外するものではない。またこの定義によって、具体的に識別された要素に関連するか、関連しないかによらず、要素が、「少なくとも１つの（ａｔ  ｌｅａｓｔ  ｏｎｅ）」という句が言及する要素リスト内で具体的に識別される要素以外に随意に存在しうることが許容される。こうして、非制限的な例として、「ＡおよびＢのうち少なくとも１つ」（または、同等なものとして「ＡまたはＢのうち少なくとも１つ」、または、同等なものとして「Ａおよび／またはＢのうち少なくとも１つ」）は、ある実施形態において、少なくとも１つであり、随意に複数を含むＡであるが、Ｂは含まれない（および随意にＢ以外の要素を含む）こと、別の実施形態において、少なくとも１つであり、随意に複数を含むＢであるが、Ａは含まれない（および随意にＡ以外の要素を含む）こと、さらに別の実施形態において、少なくとも１つであり、随意に複数を含むＡ、および少なくとも１つであり、随意に複数を含むＢである（および随意にその他の要素を含む）こと、などに言及しうる。
【００２９】
また、当然ながら、本明細書で説明した複数の工程または行為を含むある一定の方法では、その方法の工程または行為の順序は、文脈でそうでないことが示されていない限り、必ずしもその方法の工程または行為が引用されている順序には限定されない。
【００３０】
一態様において、本開示は、吸着剤（例えば、活性炭粉末）、結合剤、および足場材料を含む、吸着性の高いモノリシック物品を提供する。一つの実施形態において、物品は、開気孔構造、約１，０００  ｍ２／ｇ〜約２，０００  ｍ２／ｇの範囲の表面積、約０．６オングストローム〜約１．４オングストロームの範囲の平均気孔サイズ、または約０．６  ｃｃ／ｇ〜約１．５  ｃｃ／ｇの範囲の孔の容積を持つ。
【００３１】
こうして、ある一定の実施形態において、本明細書は、吸着剤、結合剤、および足場材料を含む多孔質ガス吸着剤モノリスを提供する。
【００３２】
特定の実施形態において、微小孔性またはナノ孔性のモノリシック炭素質物品は、吸着剤（例えば、活性炭）、結合剤、および足場材料を含む。ある一定の実施形態において、足場材料は、約２３０℃〜約２７０℃のガラス転移温度を持つ。特定の実施形態において、結合剤は２０重量％以下の量で存在する。別の実施形態において、吸着剤は少なくとも７７重量％の量で存在する。ある一定の実施形態において、足場材料は３重量％を超えない量で存在する。
【００３３】
本明細書に記載の任意の態様または実施形態において、吸着剤は、シリカゲル、沸石、および活性炭から成る群から選択される。吸着剤は、シリカゲル、沸石、活性炭、または当業者に既知または既知となるその他の吸着剤としうる。例えば、吸着剤は、木材、ピート、石炭、ココナッツ、合成または天然のポリマーを含む各種の原材料からの活性炭、また化学的および／または熱的な活性化を含む各種のプロセスとしうる。さらに、吸着剤は、分子ふるい、多孔質アルミナ、柱状粘土、多孔性シリカ、沸石、および金属有機フレームワークから成る群から選択される有機吸着剤としうる。
【００３４】
本明細書に記載の任意の態様または実施形態において、吸着剤は活性炭である。本明細書に記載の任意の態様または実施形態において、活性炭は微細な粉末の形態である。活性炭は、比較的高い微小孔性を持つ炭素粒子へと処理された炭素の非黒鉛微結晶性の形態である。活性炭は、その間に未組織炭素領域を持つ六員炭素環を含む。国際純正・応用化学連合（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｕｎｉｏｎ  ｏｆ  Ｐｕｒｅ  ａｎｄ  Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ）は、その幅に従い孔を分類している。ミクロ孔は、直径約２ナノメートル未満の孔を含む。メソ細孔は、直径約２〜約５０ナノメートルの孔を含む。マクロ細孔は、直径５０ナノメートルを超える孔を含む。一つの実施形態において、活性炭は、開気孔構造、物品の約１，８００  ｍ２／ｇ〜約２，３００  ｍ２／ｇの範囲の表面積、約０．８ナノメートル〜約２．６ナノメートルの範囲の平均気孔サイズ、および約０．９  ｃｃ／ｇ〜約１．５  ｃｃ／ｇの範囲の孔の容積を持つ。
【００３５】
活性炭の表面積は、周知のブルナウアー‐エメット‐テーラー（ＢＥＴ）吸着技術に従い決定されうる。ＢＥＴ方法は通常、材料の表面積の決定における吸着質として、非腐食性ガス（例えば、窒素、アルゴンなど）を採用する。上述の測定および決定のすべての手順は当業者に周知である。活性炭は上述の通り、様々なタイプの有孔性を持つ４５０〜＞５０００  ｍ２／ｇの範囲のＢＥＴ表面積を持ちうる。特定の用途に合わせるために、活性炭の粒度、表面積、炭化水素の吸着容量、吸着効率、有孔性、孔径などは変化させうる。さらに、単一タイプまたは混合タイプのどちらの活性炭も、用途に応じて使用されうる。
【００３６】
孔の容積および孔径分布は、例えばＮ２ガスを使用して低圧から飽和圧力までの等温曲線を収集することで決定される。孔径の範囲および孔の容積は、Ｍｉｃｒｏｍｅｒｉｔｉｃｓ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ  Ｃｏｒｐ．のＮＬＤＦＴモデルおよびＨＮＬＤＦＴモデルを使用して、圧力対吸着された数量のデータから導出される。上述の測定および決定手順のすべては当業者に周知である。
【００３７】
メタンまたは天然ガスの吸着性能は、それぞれが試験圧力用に定格のデジタル圧力読取値、デジタル温度読取値、および圧力トランスデューサーで特徴付けられる４つのポートを備えたシステム上で決定された。サンプルは、サンプルホルダー用の高さおよそ５．５インチおよび直径およそ０．７５インチのコアリング装着部品によって、シリンダーに装填された。サンプルホルダーは、プローブガスで加圧された時に、サンプル温度を監視し制御するための内部熱電対を備えたものであった。サンプルはサンプルホルダー内に配置され、その後、重量サンプルホルダーに配置され、真空下で３００°Ｆで３時間超にわたりガス放出を実施した。サンプルを室温にして、重量が記録された。次にサンプルはプローブガスで試験圧力（別途記載のない限り９００  ｐｓｉｇ）で過圧された。サンプルが平衡状態になるようにしたが、これはデジタル圧力読取値の変化が１０分にわたり０．１％未満の時であると定義される。試験シリンダー内のガスの量を決定するために、サンプルホルダーの重量を再び測定した。加圧されたサンプルホルダーは次に、周辺圧力（約１４．６  ｐｓｉｇ）に達するまで等温的に減圧された。サンプルホルダーの重量を再び測定した。サンプルホルダー内のガスおよび不可逆的に吸着されたガスの総量を、実験中に獲得された重量によって決定した。吸着されたガスの量は実験の重量から導出された。
【００３８】
一つの実施形態において、活性炭は約６００  ｍ２／ｇ〜約３，０００  ｍ２／ｇの範囲のＢＥＴ表面積を持つ。さらに、活性炭は約０．８  ｎｍ（ナノメートル）〜約３．５  ｎｍの範囲の平均気孔サイズを持ちうる。特定の実施形態において、活性炭は約１，８００  ｍ２／ｇ〜約２，３００ｍ２／ｇの範囲のＢＥＴ表面積を持つ。ある一定の実施形態において、活性炭は０．５  ｃｃ／ｇ〜約２．０  ｃｃ／ｇの孔の容積を持つ。一部の実施形態において、活性炭は約１０μｍ（ミクロン）〜約２．８３  ｍｍ（ミリメートル）の範囲の粒度を持つ。特定の実施形態において、活性炭は約１５μｍ〜約１２０μｍの範囲の粒度を持つ。
【００３９】
本明細書に記載の任意の態様または実施形態において、物品は約９５重量％〜約７０重量％の活性炭を含む。特定の実施形態において、活性炭は約８２重量％〜約９２重量％の範囲で存在する。ある一定の実施形態において、活性炭は、約７５重量％〜約９５重量％、約７５重量％〜約９０重量％、約７５重量％〜約８５重量％、約７５重量％〜約８０重量％、約８０重量％〜約９５重量％、約８０重量％〜約９０重量％、約８０重量％〜約８５重量％、約８５重量％〜約９５重量％、約８５重量％〜約９０重量％、または約９０重量％〜約９５重量％の範囲で存在する。特定の実施形態において、活性炭は、約７５重量％、約７６重量％、約７７重量％、約７８重量％、約７９重量％、約８０重量％、約８１重量％、約８２重量％、約８３重量％、約８４重量％、約８５重量％、約８６重量％、約８７重量％、約８８重量％、約８９重量％、約９０重量％、約９１重量％、約９２重量％、約９３重量％、約９４重量％、または約９５重量％で存在しうる。
【００４０】
一つの実施形態において、本開示の実施での使用に適切な活性炭は、Ｎｕｃｈａｒ（登録商標）ＳＡ−１５００、Ｎｕｃｈａｒ（登録商標）ＷＶ−Ａ  １５００、Ｎｕｃｈａｒ（登録商標）ＷＶ−Ａ  １５００、および二重活性炭（例えば、Ｎｕｃｈａｒ（登録商標）ＷＶ−Ａ−１１００）の名称で、ＭＷＶ  Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ（米国サウスカロライナ州ノースチャールストン）から市販されている。ある一定の実施形態において、適切な活性炭には、ココナッツ活性炭および石炭ベースの活性炭が含まれる。
【００４１】
本明細書に記載の任意の態様または実施形態において、結合剤は、当技術分野で一般的に周知であるか、または周知となる適切な任意の結合剤を含みうる。当業者であれば、ある一定のタイプの結合剤が微小孔性またはナノ孔性のモノリシック炭素質物品用に特に有用であることを認識するが、これらは本明細書に明確に企図されている。       例えば、ある一定の実施形態において、結合剤は、メチルセルロース、メチルセルロースエーテル、ヒドロキシブチルメチルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、アルギン酸ナトリウム、ヒドロキシエチルメチルセルロース、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）およびその誘導体およびその金属塩（例えば、カルボキシメチルセルロースナトリウム）、テフロン（登録商標）、ｗａｔｅｒｌｉｎｋ  ｓｕｔｃｌｉｆｆｅ炭素、ノボラック型フェノール樹脂、フミン酸由来ナトリウム塩、グアールガム  セルロース、デンプン、リグニン、ポリビニルアルコール、ポリアクリル酸、スチレンブタジエン樹脂（ＳＢＲ）、フェノール樹脂、ポリスチレンアクリル酸樹脂、およびグリセリン、ポリビニルアルコール、リグニン、ヒドロキシエチルセルロースの群から選択されるポリオールとのポリアクリル酸反応生成物のほか、その誘導体および混合物のうち少なくとも１つである。
【００４２】
ある一定の実施形態において、物品は、活性炭モノリスの総重量に基づき約５．０重量％〜約２０重量％の結合剤を含む。結合剤は、約５重量％〜約１８重量％、約５重量％〜約１６重量％、約５重量％〜約１４重量％、約５重量％〜約１２重量％、約５重量％〜約１０重量％、約５重量％〜約８重量％、約７重量％〜約２０重量％、約７重量％〜約１８重量％、約７重量％〜約１６重量％、約７重量％〜約１４重量％、約７重量％〜約１２重量％、約７重量％〜約１０重量％、約９重量％〜約２０重量％、約９重量％〜約１８重量％、約９重量％〜約１６重量％、約９重量％〜約１４重量％、約９重量％〜約１２重量％、約１１重量％〜約２０重量％、約１１重量％〜約１８重量％、約１１重量％〜約１６重量％、約１１重量％〜約１４重量％、約１３重量％〜約２０重量％、約１３重量％〜約１８重量％、約１３重量％〜約１６重量％、約１５重量％〜約２０重量％、約１５重量％〜約１８重量％、または約１７重量％〜約２０重量％の範囲で存在しうる。例示的な実施形態において、結合剤は、約５重量％、約５．５重量％、約６重量％、約６．５重量％、約７重量％、約７．５重量％、約８重量％、約８．５重量％、約９重量％、約９．５重量％、約１０重量％、約１０重量％、約１１重量％、約１１．５重量％、約１２重量％、約１２．５重量％、約１３重量％、約１３．５重量％、約１４重量％、約１４．５重量％、約１５重量％、約１５．５重量％、約１６重量％、約１６．５重量％、約１７重量％、約１７．５重量％、約１８重量％、約１８．５重量％、約１９重量％、約１９．５重量％、または約２０重量％の量で存在する。
【００４３】
本明細書に記載の任意の態様または実施形態において、足場材料は、当技術分野で一般的に周知であるか、または周知となる、適切な足場材料または足場材料の組み合わせを含みうる。一部の実施形態において、例えば、足場材料は少なくとも１つの繊維を含みうる。ある一定の実施形態において、繊維は天然繊維、合成繊維またはその組み合わせである。すなわち、物品は、天然繊維、合成繊維、および／または天然繊維および合成繊維の両方を含みうる。繊維は、連続的フィラメントであるか、不連続の細長い断片のいずれでもよい、髪様の材料クラスである。
【００４４】
天然繊維は植物、動物および鉱物の源から作製される。例えば、天然繊維は、種子繊維（例えば、綿およびカポック）、葉繊維（例えば、サンセベリア、フィキュー、サイザル麻、バナナおよびリュウゼツラン）、靭皮／皮膚繊維（例えば、亜麻、黄麻、ケナフ麻、工業用大麻、ラミー、籐およびつる繊維）、果実繊維（例えば、ココナッツ繊維）、茎の繊維（麦わら、稲、大麦、竹、草および木の木材繊維）、および動物繊維（例えば、羊毛、山羊の毛、アルパカの毛、馬の毛、アンゴラ繊維、絹繊維、鳥類の繊維、およびカットグット（動物の腸壁から作られる天然繊維））の少なくとも１つを含みうる。特定の実施形態において、天然繊維はアルパカ繊維である。
【００４５】
合成繊維は、繊維を形成する材料で製造される繊維である。合成繊維は、セルロース繊維（例えば、再生セルロース、三酢酸セルロース、レーヨン、アセテートおよびアーネル）、アラミド繊維（例えば、ポリ−ｐ−フェニレンテレフタルアミドおよびポリ−ｍ−フェニレンイソフタルアミド）、ポリイミド繊維、炭素繊維、グラファイト繊維、アセテート繊維、トリアセテート繊維、アクリルおよびモダクリル繊維、弾性繊維、スパンデックス繊維、エラストエステル繊維、フルロポリマー繊維、ナイロン繊維、ポリオレフィン繊維、ポリエステル繊維（例えば、ポリエチレンテレフタラート）、ポリアクリロニトリル繊維（例えば、アクリル繊維（８５％超のアクリロニトリル）およびモダクリル（３５〜８５％のアクリロニトリル）および、ポリウレタン繊維（例えば、スパンデックスおよびライクラ）、ポリアミド繊維（例えば、ポリカプロラクタム、ポリヘキサメチレンアジパミド、ポリカプロラクタム、およびポリヘキサメチレン）、ポリエチレン繊維（例えば、ダイニーマおよびスペクトラ）、ポリプロピレン繊維（例えば、ハーキュロンおよびマーベス）、ポリフェニレン硫化物（ＰＰＳ）繊維、塩化ポリビニル繊維、ビニール繊維、ビニョン繊維、バイナル繊維、およびレーヨン繊維のうち少なくとも１つとしうる。
【００４６】
特定の実施形態において、合成繊維は、ポリプロピレン繊維、ポリエステル繊維、４ＤＧ（商標）繊維またはその組み合わせの少なくとも１つである。４ＤＧ（商標）繊維は、Ｆｉｂｅｒ  Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ（郵便番号３７６０４テネシー州ジョンソンシティ）から入手可能で、繊維の長さに沿って溝を持つような断面形状を持つ。
【００４７】
特定の実施形態において、足場材料の長さは約１インチ未満である。ある一定の実施形態において、足場材料の長さは約０．１インチ〜約１インチである。特定の実施形態において、足場材料の長さは、約０．１インチ〜約１インチ、約０．１インチ〜約０．９インチ、約０．１インチ〜約０．８インチ、約０．１インチ〜約０．７インチ、約０．１インチ〜約０．６インチ、約０．１インチ〜約０．５インチ、約０．１インチ〜約０．４インチ、約０．１インチ〜約０．３インチ、約０．２インチ〜約１インチ、約０．２インチ〜約０．９インチ、約０．２インチ〜約０．８インチ、約０．２インチ〜約０．７インチ、約０．２インチ〜約０．６インチ、約０．２インチ〜約０．５インチ、約０．２インチ〜約０．４インチ、約０．２インチ〜約０．３インチ、約０．３インチ〜約１インチ、約０．３インチ〜約０．９インチ、約０．３インチ〜約０．８インチ、約０．３インチ〜約０．７インチ、約０．３インチ〜約０．６インチ、約０．３インチ〜約０．５インチ、約０．３インチ〜約０．４インチ、約０．４インチ〜約１インチ、約０．４インチ〜約０．９インチ、約０．４インチ〜約０．８インチ、約０．４インチ〜約０．７インチ、約０．４インチ〜約０．６インチ、または約０．４インチ〜約０．５インチである。特定の実施形態において、足場材料の長さは、約０．０５インチ、０．１インチ、約０．１５インチ、約０．２インチ、約０．２５インチ、約０．３インチ、約０．３５インチ、約０．４インチ、約０．４５インチ、約０．５インチ、約０．５５インチ、約０．６インチ、約０．７インチ、約０．８インチ、約０．９インチ、または約１インチである。
【００４８】
一部の実施形態において、足場材料は３重量％を超えない量で存在する。足場材料は約０．２５重量％〜約３重量％の量で存在しうる。特定の実施形態において、足場材料は約２重量％を超えない量で存在する。ある一定の実施形態において、足場材料は約１重量％〜約２重量％の範囲で存在する。その他の実施形態において、足場材料は約０．５重量％〜約２．５重量％、または約０．７５重量％〜約２．２５重量％の範囲で存在する。特定の実施形態において、足場材料は約０．２５重量％、約０．５重量％、約０．７５重量％、約１重量％、約１．２５重量％、約１．５重量％、約１．７５重量％、約２重量％、約２．２５重量％、約２．５重量％、約２．７５重量％、または約３重量％の量で存在する。
【００４９】
活性炭モノリスは、例えばシリンダー、卵形プリズム、立方体、楕円形プリズム、長方形プリズム、五角形プリズムなどのプリズム、またはさらには不規則な三次元形状などを含む、望ましい任意の形状に形成されうることが理解される。プリズムは、２つの一致する平行な面（すなわち、ベース）を持つ形状としうるが、それらの面に平行な任意の断面がそれらと一致し、およびそのベースが高さによって分離されている。特定の実施形態において、シリンダー形の活性炭モノリスの直径は、少なくとも約３．５０インチ（例えば、少なくとも約３．７５インチまたは約３．７５インチ〜約１１インチ）であり、厚さは少なくとも約０．７５インチ（例えば、少なくとも約１インチまたは約０．７５インチ〜約１０インチ）である。別の実施形態において、プリズムは、少なくとも３．５インチ（例えば、少なくとも３．７５インチまたは約３．７５インチ〜約１１インチ）である少なくとも１つの軸、辺、または直径を持つ基部（例えば、それぞれ円形、卵形、正方形、楕円形、長方形、または五角形のシリンダー、卵形プリズム、立方体、楕円形プリズム、長方形プリズム、または五角形プリズム）を持ち、および／またはプリズムは少なくとも０．７５インチ（例えば、少なくとも１インチまたは少なくとも０．７５インチ〜約１０インチ）の高さを持つ。
【００５０】
一つの実施形態において、活性炭モノリスは約４〜７秒（例えば、約５秒または約４〜約６秒）にわたり、活性炭モノリスの表面にかけられる約１２  ｐｓｉ〜約１７  ｐｓｉ（例えば、約１２．８  ｐｓｉ〜約１５  ｐｓｉまたは約１３．５  ｐｓｉ）の加圧に耐えることができる。力は活性炭素モノリスの前面全体に、例えば、第二の基部表面から高さによって分離されているプリズムの基部の表面に一様にかけられることが好ましい。それぞれの基部は衝撃を吸収する物質（または実質的に衝撃を吸収する物質）を含まない硬質表面と接触することが好ましい。
【００５１】
本明細書で説明した活性炭モノリスは、吸着性が高く、固有の形状に設計されたモノリス物品である。結合剤および足場材料は、通常の充填された活性炭粉末と比較して、吸着剤の充填密度を著しく増大させる。その結果、本開示の活性炭モノリスは、スイング吸着において、高い容量性能を提供する。さらに、固有の形状のモノリス物品の使用は、活性炭をモノリスの形態で取り扱いうるため、ガス状の炭化水素貯蔵システムの生産を簡素化する。本開示のモノリシック物品では、活性炭粉末と比較して、取り扱い時に発生する活性炭の粉塵が著しく少ない。活性炭の粉塵は作業者にとって吸入の危険があるため、粉塵回収換気システムを必要としている。
【００５２】
本開示の別の態様によれば、図３に示す通り、多孔性ガス吸着剤モノリス（例えば、活性炭モノリスまたは微小孔性またはナノ孔性のモノリシック炭素質物品）６０を作製する方法が本明細書で説明されている。方法は、活性炭、結合剤、および足場材料６２を混和する工程と、混和物６６を造形構造に圧縮する工程とを含む。ある一定の実施形態において、方法は、造形混和物６８を加熱して、それによって造形混和物を乾燥（すなわち、硬化）する工程をさらに含む。混和物は、当技術分野で周知であるか、または周知となる適切な任意の方法によって混合されうる。例えば、混合機は、混和機、プラウ、シグマブレードまたはリボンブレンダーおよびピンミキサーから成る群から選択されうる。ある一定の実施形態において、混和６２は１０〜１５分間行われる。
【００５３】
特定の実施形態において、方法は混和物６４に水を加える工程をさらに含む。例えば、水は、約５０％〜約６５％または約５３％〜約６２％の範囲の水分を達成するのに十分な量を追加しうる。特定の実施形態において、混和物の水分範囲は、約５０％、約５１％、約５２％、約５３％、約５４％、約５５％、約５６％、約５７％、約５８％、約５９％、約６０％、約６１％、約６２％、約６３％、約６４％、または約６５％である。
【００５４】
活性炭、結合剤、および足場材料の量および特性は、活性炭モノリスの実施形態に関連して上述されている。
【００５５】
一つの実施形態において、活性炭、結合剤および足場材料は、例えばミキサー内で約５分間、乾燥混合される。水を追加して、６４重量％の含水量の混合物としうる。混合は、さらに約３０〜約４０分間、継続しうる。
【００５６】
特定の実施形態において、混合物は押し出される。例えば、硬い押出機が利用されうる。硬い押出機は、約１０インチのオーガーを持ちうるが、それによって、８インチのバレルダイを装備した時に直径約８インチの押出成形ログを生産する。その後、ログは切断されて、乾燥用の部分が提供されうる。例えば、部分は約０．７５インチ〜約３インチの厚さを持ちうる。ある一定の実施形態において、モノリスは約１００℃〜約１２０℃（例えば、約１１０℃）で、約９〜約１１時間（例えば、約１０時間）にわたり乾燥される。
【００５７】
本明細書に記載の任意の態様または実施形態において、混和物または結合剤は、乳化剤、レオロジー助剤、および増粘剤のうち少なくとも１つを含みうる。例えば、結合剤は水性媒体中で乳化させうる。結合剤はまず、有機性または水不溶性の溶剤などの乳化剤中で溶解されることができ、これは無極性（例えば、トルエン）または極性（例えば、テトラヒドロフラン）のいずれでもよい。さらなる実施形態において、界面活性剤が、結合剤の乳化を助けるために使用されうる。例えば、界面活性剤は、陰イオン性、陽イオン性、非イオン性、または両性の界面活性剤としうる。その他の薬剤は、モノリスの生産では企図されていない（例えば、乳化剤、レオロジー助剤、増粘剤および界面活性剤）。
【００５８】
増粘剤は、より大きな流動性を混和物に与えるために使用されうる。本明細書に記載の任意の態様または実施形態において、方法は、予め湿らせた活性炭に増粘剤を加える工程をさらに含む。増粘剤には、当技術分野で一般的に周知であるか、または周知となる適切な任意の増粘剤が含まれうる。例えば、適切な増粘剤には、メチルセルロース、メチルセルロースエーテル、およびポリアクリル酸などの水溶性ポリマーが含まれる。
【００５９】
本明細書に記載の任意の態様または実施形態において、混和物６６を造形構造に圧縮することによって、押し出しまたは金型によって望ましい形状に形成される。すなわち、望ましい形状の活性炭モノリスを形成するために、混和物は金型内で成型されうる。別の実施形態において、混和物は、任意の周知の、かつ市販されている押出機を用いて望ましい形状に押し出される。活性炭モノリスは、例えば円形、卵形、楕円形、長方形、三角形、五角形など、望ましい任意の形状に形成されうることが理解される。特定の実施形態において、かけられる圧力は少なくとも１５，０００  ｐｓｉである。例えば、かけられる圧力は、約１０，０００  ｐｓｉ〜約６０，０００  ｐｓｉ、約１０，０００  ｐｓｉ〜約５５，０００  ｐｓｉ、約１０，０００  ｐｓｉ〜約５０，０００  ｐｓｉ、約１０，０００  ｐｓｉ〜約４５，０００  ｐｓｉ、約１０，０００  ｐｓｉ〜約４０，０００  ｐｓｉ、約１０，０００  ｐｓｉ〜約３５，０００  ｐｓｉ、約１０，０００  ｐｓｉ〜約２５，０００  ｐｓｉ、約１０，０００  ｐｓｉ〜約２０，０００  ｐｓｉ、約１０，０００  ｐｓｉ〜約１５，０００  ｐｓｉ、約１５，０００  ｐｓｉ〜約６０，０００  ｐｓｉ、約１５，０００  ｐｓｉ〜約５５，０００  ｐｓｉ、約１５，０００  ｐｓｉ〜約５０，０００  ｐｓｉ、約１５，０００  ｐｓｉ〜約４５，０００  ｐｓｉ、約１５，０００  ｐｓｉ〜約３５，０００  ｐｓｉ、約１５，０００  ｐｓｉ〜約３０，０００  ｐｓｉ、約１５，０００  ｐｓｉ〜約２５，０００  ｐｓｉ、約１５，０００  ｐｓｉ〜約２０，０００  ｐｓｉ、約２０，０００  ｐｓｉ〜約６０，０００  ｐｓｉ、約２０，０００  ｐｓｉ〜約５５，０００  ｐｓｉ、約２０，０００  ｐｓｉ〜約５０，０００  ｐｓｉ、約２０，０００  ｐｓｉ〜約４５，０００  ｐｓｉ、約２０，０００  ｐｓｉ〜約４０，０００  ｐｓｉ、約２０，０００  ｐｓｉ〜約３５，０００  ｐｓｉ、約２０，０００  ｐｓｉ〜約３０，０００  ｐｓｉ、約２０，０００  ｐｓｉ〜約２５，０００  ｐｓｉ、約２５，０００  ｐｓｉ〜約６０，０００  ｐｓｉ、約２５，０００  ｐｓｉ〜約５５，０００  ｐｓｉ、約２５，０００  ｐｓｉ〜約５０，０００  ｐｓｉ、約２５，０００  ｐｓｉ〜約４５，０００  ｐｓｉ、約２５，０００  ｐｓｉ〜約４０，０００  ｐｓｉ、約２５，０００  ｐｓｉ〜約３５，０００  ｐｓｉ、約２５，０００  ｐｓｉ〜約３０，０００  ｐｓｉ、約３０，０００  ｐｓｉ〜約６０，０００  ｐｓｉ、約３０，０００  ｐｓｉ〜約５５，０００  ｐｓｉ、約３０，０００  ｐｓｉ〜約５０，０００  ｐｓｉ、約３０，０００  ｐｓｉ〜約４５，０００  ｐｓｉ、３０，０００  ｐｓｉ〜約４０，０００  ｐｓｉ、約３０，０００  ｐｓｉ〜約３５，０００  ｐｓｉ、約３５，０００  ｐｓｉ〜約６０，０００  ｐｓｉ、約３５，０００  ｐｓｉ〜約５５，０００  ｐｓｉ、約３５，０００  ｐｓｉ〜約５０，０００  ｐｓｉ、約３５，０００  ｐｓｉ〜約４５，０００  ｐｓｉ、約３５，０００  ｐｓｉ〜約４０，０００  ｐｓｉ、約４０，０００  ｐｓｉ〜約６０，０００  ｐｓｉ、約４０，０００  ｐｓｉ〜約５５，００  ｐｓｉ、約４０，０００  ｐｓｉ〜約５０，０００  ｐｓｉ、約４０，０００〜約４５，０００  ｐｓｉ、約４５，０００  ｐｓｉ〜約６０，０００  ｐｓｉ、約４５，０００  ｐｓｉ〜約５５，０００  ｐｓｉ、約４５，０００  ｐｓｉ〜約５０，０００  ｐｓｉ、約５０，０００  ｐｓｉ〜約６０，０００  ｐｓｉ、約５０，０００  ｐｓｉ〜約５５，０００  ｐｓｉ、または約５５，０００  ｐｓｉ〜約６０，０００  ｐｓｉの範囲である。
【００６０】
本明細書に記載の任意の態様または実施形態において、方法は、造形混和物６８を加熱（すなわち、乾燥または硬化）する工程をさらに含む。特定の実施形態において、造形混合物の加熱には、造形混和物の予備乾燥を含む。予備乾燥は、高い温度、例えば約４０℃〜約５０℃で、約２４時間〜約７２時間にわたって行うことができる。ある一定の実施形態において、乾燥は、約８時間〜約３６時間の範囲の時間にわたり、足場材料のガラス転移温度よりも低い温度、例えば１１０℃〜約２５０℃で実施される。一部の実施形態において、乾燥には、造形混合物を約１１０℃〜約２５０℃、１１０℃〜約２３０℃、約１１０℃〜約２２０℃、約１１０℃〜約２１０℃、約１１０℃〜約２００℃、約１１０℃〜約１９０℃、約１１０℃〜約１８０℃、約１１０℃〜約１７０℃、約１１０℃〜約１６０℃、約１２０℃〜約２５０℃、１２０℃〜約２３０℃、約１２０℃〜約２２０℃、約１２０℃〜約２１０℃、約１２０℃〜約２００℃、約１２０℃〜約１９０℃、約１２０℃〜約１８０℃、約１２０℃〜約１７０℃、約１２０℃〜約１６０℃、約１３０℃〜約２５０℃、１３０℃〜約２３０℃、約１３０℃〜約２２０℃、約１３０℃〜約２１０℃、約１３０℃〜約２００℃、約１３０℃〜約１９０℃、約１３０℃〜約１８０℃、約１３０℃〜約１７０℃、約１４０℃〜約２５０℃、約１４０℃〜約２３０℃、約１４０℃〜約２２０℃、約１４０℃〜約２１０℃、約１４０℃〜約２００℃、約１４０℃〜約１９０℃、約１４０℃〜約１８０℃、約１４０℃〜約１７０℃、約１５０℃〜約２５０℃、約１５０℃〜約２３０℃、約１５０℃〜約２２０℃、約１５０℃〜約２１０℃、約１５０℃〜約２００℃、約１５０℃〜約１９０℃、約１５０℃〜約１８０℃、約１５０℃〜約１７０℃、約１６０℃〜約２５０℃、約１６０℃〜約２３０℃、約１６０℃〜約２２０℃、約１６０℃〜約２１０℃、約１６０℃〜約２００℃、約１６０℃〜約１９０℃、約１６０℃〜約１８０℃、または約１６０℃〜約１７０℃の範囲の温度に加熱することが含まれる。その他の実施形態において、乾燥は、約１１０℃、約１２０℃、約１２５℃、約１３０℃、約１３５℃、約１４０℃、約１４５℃、約１５０℃、約１５５℃、約１６０℃、約１６５℃、約１７０℃、約１７５℃、約１８０℃、約１８５℃、約１９０℃、約１９５℃、約２００℃、約２０５℃、約２１０℃、約２１５℃、約２２０℃、約２２５℃、約２３０℃、約２４０℃、または約２５０℃の温度で実施される。
【００６１】
特定の実施形態において、造形混和物６８を乾燥する工程は、第一の乾燥温度を適用する工程と、第二の乾燥温度を適用する工程を含む。特定の実施形態において、造形混和物６８を乾燥する工程は、第一の乾燥温度を適用する工程と、第二の乾燥温度まで急激に上げる工程を含む。第一の乾燥温度は、例えば、約１１０℃〜約１５０℃または約１１０℃〜約１３０℃の範囲としうる。第二の乾燥温度は、例えば、約１１０℃〜約１８０℃または約１１０℃〜約１５０℃としうる。第一の乾燥温度は、約４〜約８時間にわたり維持してもよい。第二の乾燥温度は、例えば、約８〜約２０時間にわたり維持しうる。特定の実施形態において、造形混和物６８を乾燥させる工程は、約１２０℃の第一の温度を約５〜約７時間にわたり適用する工程と、１５０℃未満の第二の温度（例えば、約１２５℃または約１３０℃）を約１７〜約１９時間にわたり適用する工程を含む。特定の実施形態において、第一の乾燥温度および第二の乾燥温度を適用する工程は、約２４時間または約３０時間にわたる。当然のことながら、造形混和物の乾燥は、造形混和物の予備乾燥、第一の乾燥温度の適用、および第二の乾燥温度の適用または第二の乾燥温度への急上昇を含む。
【００６２】
上述した通り、予め湿らせた活性炭または混和物の流体力学的特性を調節するために、レオロジー助剤が使用されうる。特に、成型方法に応じてこうした調節が必要となる場合がある。例えば、押し出しでは、ゲル様の粘度が要求される。ある一定の実施形態において、方法は、増粘剤を混和物に追加する工程をさらに含む。増粘剤は、上述の通り、当技術分野で一般的に周知であるか、または周知となる適切な任意の増粘剤を含みうる。
【００６３】
ある一定の実施形態において、方法は、希釈剤を混和物に追加する工程をさらに含む。希釈剤には、当技術で一般的に周知であるか、または周知となる適切な任意の希釈剤が含まれうる。例えば、希釈剤は、陰イオン性、陽イオン性および非イオン性の界面活性剤などの界面活性剤としうる。陰イオン性の界面活性剤の例には、カルボン酸塩、リン酸塩、スルホン酸塩、スルファート、スルホアセテート、およびこれらの塩の遊離酸、およびこれに類するものが含まれるがこれに限定されない。陽イオン性の界面活性剤には、長鎖アミン、ジアミン、ポリアミンの塩、四級アンモニウム塩、ポリオキシエチレン化長鎖アミン、長鎖アルキルピリジニウム塩、ラノリン四級塩、およびこれに類するものが含まれる。非イオン性界面活性剤には、長鎖アルキルアミン酸化物、ポリオキシエチレン化アルキルフェノール、ポリオキシエチレン化直鎖および分岐鎖のアルコール類、アルコキシル化ラノリンワックス、ポリグリコールエステル、リグノスルホン酸塩誘導体、オクトフェノール、ノニルフェノール、ポリエチレングリコールモノエーテル、ドデシルヘキサオキシレングリコールモノエーテル、ナフタレンスルホン酸塩、リン酸三ナトリウム、ドデシル硫酸ナトリウム、ラウリル硫酸ナトリウム、およびこれに類するものが含まれる。使用される特定の量の界面活性剤は変化し、当業者には認識可能である。例えば、一つの実施形態において、希釈剤は、押出可能な混合物を形成するのに十分な量が混和物中に存在する。
【００６４】
本開示の別の態様によれば、図２に示す通り、ガス状炭化水素貯蔵システム１０が本明細書に開示されている。システムは、容器２０と、活性炭、結合剤、および足場材料を含む、微小孔性またはナノ孔性のモノリシック炭素質物品（すなわち、多孔質ガス吸着剤モノリスまたは活性炭モノリス）３０とを備える。ある一定の実施形態において、容器は少なくとも１，０００  ｐｓｉの圧力に耐えるように構成される。
【００６５】
本明細書に記載の任意の態様または実施形態において、容器２０は、当技術分野で一般的に周知であるか、または周知となる適切な任意の容器を含みうる。特定の実施形態において、容器２０は、最大約１，８００  ｐｓｉのサービス圧力用の定格の再使用可能な圧力容器に適切な任意の材料で作製されうる。一つの実施形態において、圧力容器は約２５０  ｐｓｉ〜約１，８００  ｐｓｉ、さらに具体的には、約４５０  ｐｓｉ〜約１，０００  ｐｓｉの範囲のサービス圧力用の定格である。別の方法として、圧力容器は、約２５０  ｐｓｉ〜約１，８００  ｐｓｉ、約２５０  ｐｓｉ〜約１，７００  ｐｓｉ、約２５０  ｐｓｉ〜約１，６００  ｐｓｉ、約２５０  ｐｓｉ〜約１，５００  ｐｓｉ、約２５０  ｐｓｉ〜約１，４００  ｐｓｉ、約２５０  ｐｓｉ〜約１，３００  ｐｓｉ、約２５０  ｐｓｉ〜約１，２００  ｐｓｉ、約２５０  ｐｓｉ〜約１，１００  ｐｓｉ、約２５０  ｐｓｉ〜約１，０００  ｐｓｉ、約２５０  ｐｓｉ〜約９００  ｐｓｉ、約３５０  ｐｓｉ〜約１，８００  ｐｓｉ、約３５０  ｐｓｉ〜約１，７００  ｐｓｉ、約３５０  ｐｓｉ〜約１，６００  ｐｓｉ、約３５０  ｐｓｉ〜約１，５００  ｐｓｉ、約３５０  ｐｓｉ〜約１，４００  ｐｓｉ、約３５０  ｐｓｉ〜約１，３００  ｐｓｉ、約３５０  ｐｓｉ〜約１，２００  ｐｓｉ、約３５０  ｐｓｉ〜約１，１００  ｐｓｉ、約３５０  ｐｓｉ〜約１，０００  ｐｓｉ、約３５０  ｐｓｉ〜約９００  ｐｓｉ、約４５０  ｐｓｉ〜約１，８００  ｐｓｉ、約４５０  ｐｓｉ〜約１，７００  ｐｓｉ、約４５０  ｐｓｉ〜約１，６００  ｐｓｉ、約４５０  ｐｓｉ〜約１，５００  ｐｓｉ、約４５０  ｐｓｉ〜約１，４００  ｐｓｉ、約４５０  ｐｓｉ〜約１，３００  ｐｓｉ、約４５０  ｐｓｉ〜約１，２００  ｐｓｉ、約４５０  ｐｓｉ〜約１，１００  ｐｓｉ、約４５０  ｐｓｉ〜約１，０００  ｐｓｉ、約４５０  ｐｓｉ〜約９００  ｐｓｉ、約５５０  ｐｓｉ〜約１，８００  ｐｓｉ、約５５０  ｐｓｉ〜約１，７００  ｐｓｉ、約５５０  ｐｓｉ〜約１，６００  ｐｓｉ、約５５０  ｐｓｉ〜約１，５００  ｐｓｉ、約５５０  ｐｓｉ〜約１，４００  ｐｓｉ、約５５０  ｐｓｉ〜約１，３００  ｐｓｉ、約５５０  ｐｓｉ〜約１，２００  ｐｓｉ、約５５０  ｐｓｉ〜約１，１００  ｐｓｉ、約５５０  ｐｓｉ〜約１，０００  ｐｓｉ、または約５５０  ｐｓｉ〜約９００  ｐｓｉの範囲のサービス圧力用の定格としうる。適切な容器材料の例には、高強度アルミニウム合金（例えば、７０００シリーズのアルミニウム合金で、比較的高い降伏強度を持つ）、高強度低合金（ＨＳＬＡ）鋼（例えば、アルミニウム７０７５−Ｔ６）のほか、プラスチックまたは低強度アルミニウム合金（例えば、Ｃ−エポキシ、グラスファイバー−ポリマー、強力なポリマー繊維（ケブラー、ザイロン、鋼線、ベルト、テープ、冶金コーティングまたは類似した任意の補強材など）、アルミニウム６０６１−Ｔ６またはこれに類するもの、およびその任意の組み合わせ）が含まれる。
【００６６】
特定の実施形態によれば、望ましい活性炭モノリス３０の形状は、長方形または円形のうち一つである。ところが、容器２０および活性炭モノリス３０の形状およびサイズは、特定の用途に応じて変化しうることが理解される。さらに、図示されていないが、容器２０は、複数の容器２０がマニホールドまたはその他の適切な機構を通じて流体（例えば、ガス）連通するように、その他の容器で構成されうることが理解される。
【００６７】
活性炭モノリス３０は容器２０内に配置される。上述した通り、活性炭モノリス３０は、メタン化合物を放出可能に保持する（すなわち、メタン分子を可逆的に貯蔵または吸収および脱着する）能力を少なくとも持ちうる。一部の例では、活性炭モノリス３０はまた、その他の炭化水素（例えば、エタン、プロパン、ヘキサンなど）、水素ガス、一酸化炭素、二酸化炭素、窒素ガス、および／または硫化水素など、天然ガス中に存在するその他の構成要素を可逆的に貯蔵する能力がある場合がある。なおその他の例では、活性炭モノリス３０は、一部の天然ガス構成要素に対して不活性でもよく、またその他の天然ガス構成要素を放出可能に保持する能力があってもよい。
【００６８】
本明細書に記載の任意の態様または実施形態において、システム１０は、システムの充電および／または放電をする能力を有する装置をさらに備える。特定の実施形態において、充電および／または放電装置はポート３０である。装置は、システムを充電および／または放電する能力を有することが当技術分野で一般的に周知であるか、または周知となる適切な任意の装置でもよいことが理解される。
（実施例）
【実施例１】
【００６９】
ココナッツ由来活性炭を含み、足場材料を含まないモノリス。
表１は、ココナッツ炭素を含む活性炭モノリスの硬度係数を例証するものである。すなわち、足場材料を含まないモノリスである。本明細書で使用される場合、「硬度係数」は、応力対歪みプロットの曲線の下の積分面積値である。硬度係数値（すなわち、硬度の値）は、活性炭モノリスの破砕前の、単位体積当たりの機械的変形のエネルギーに関連する。ココナッツ炭素は高硬度炭素であり、その一方、Ｎｕｃｈａｒ（登録商標）ＳＡ−１５００は非常に低硬度な炭素である。表１に示す通り、６７．５重量％  Ｎｕｃｈａｒ（登録商標）ＳＡ−１５００、２２．５重量％ココナッツ活性炭、および１０重量％結合剤（ＣＭＣ）を含む活性炭モノリスは、１０．１の硬度を持つ。対照的に、ココナッツ炭素を４５重量％に増大させることで、活性炭モノリスの硬度の１４．７への小さな増加につながる。
【表１】
2018522720.tif 000003
【実施例２】
【００７０】
活性炭および足場材料を含むモノリス。
表２は、Ｎｕｃｈａｒ（登録商標）ＳＡ−１５００活性炭、結合剤（ＣＭＣ）、および長さが１／４インチでデニールが６  ｐｄｆの２重量％  ４ＤＧポリエステル繊維（すなわち、足場材料）を含む活性炭モノリスの硬度係数を例証したものである。予想外なことに、１５重量％結合剤（ＣＭＣ）および８３重量％  Ｎｕｃｈａｒ（登録商標）ＳＡ−１５００を含む活性炭モノリスは、硬度１７．３を示し、これは足場材料を含まない表１の活性炭モノリスよりも著しく強い。意外および予想外なことに、結合剤が１２．５％に低下すると、硬度は２９．２へと著しい増加を示した。硬度が４．６増大して１４．７に達するためにココナッツ炭素の大幅な増加を必要とした表１とは対照的に、２％足場材料を含む結合剤の２．５重量％の低下が硬度の１１．９の増大をもたらした。
【表２】
2018522720.tif 000004
【００７１】
注目すべきは、ココナッツ炭素または足場材料を使用しないと、活性炭モノリスは非常にもろいことである。この理由のため、ココナッツ炭素および足場材料を含まない活性炭モノリスは、オーブンから取り出した時点でモノリスが砕けやすく粉々であり、硬度の評価ができなかった。
【実施例３】
【００７２】
足場材料を含むモノリスおよび足場材料を含まないモノリスの硬度比較。
図３は、７５重量％  Ｎｕｃｈａｒ（登録商標）ＳＡ−１５００−２５重量％ココナッツ（ＧまたはＨ）の硬度を、本開示のいくつかの実施形態（サンプル２〜６）によるいくつかの模範的な活性炭モノリスと比較した、応力対歪みプロットのグラフである。すなわち、サンプル２〜６は、長さ１／４インチおよびデニール６  ｐｄｆの４ＤＧポリエステル繊維を含む。図３は、足場材料を含めることで、ココナッツ炭素と比較して硬度が著しく向上することを示す。すなわち、サンプル２〜６の応力対歪みプロットの、Ｎｕｃｈａｒ（登録商標）ＳＡ−１５００−ココナッツモノリスと比較した右および上への移動によって分かる通り、足場材料を含む活性炭モノリスは破砕前に、実質的に大きな機械的変形に耐えることができ、これは実質的に大きな曲線下の積分面積を持つことによって示される。すなわち、足場材料は、ココナッツ炭素を含むまたは含まない足場材料を含まない活性炭モノリスと比較して、活性炭モノリスの硬度を著しく向上させる。
【実施例４】
【００７３】
モノリス乾燥の試験。
モノリス／部品は、吊るされた金網を持つ微量天秤が装備されたオーブン内で乾燥させた。重量データが２秒毎に回収された。部品は８５．５％  Ｎｕｃｈａｒ（登録商標）ＳＡ  １５００で作製された。足場材料またはマイクロスフェアを含む部品には、２重量％の足場材料（４ＤＧ）および１２．５重量％の結合剤（ＣＭＣ）が含まれた。足場またはマイクロスフェアを含まない部品には、１４．５重量％結合剤（ＣＭＣ）が含まれた。当初の湿った部品は直径４インチおよび厚さ３／４インチであった。部品は８５℃（図４）または５５℃（図５）のいずれかで乾燥させた。
【００７４】
図６Ａ、６Ｂ、および６Ｃに示す通り、マイクロスフェア（直径３０ミクロンの中空のガラスビーズ）を含む部品は、５５℃（図６Ａ）または８５℃（図６Ｂおよび６Ｃ）で乾燥させた時に、容認可能なモノリス（すなわち、実質的な粗砕がない）を生成できなかった。同様に、足場材料またはマイクロスフェアを含まない部品を５５℃（図７Ａおよび７Ｂ）または８５℃（データ非表示）で乾燥させると、激しく粗砕したモノリスとなった。
【実施例５】
【００７５】
異なる配合組成を持つモノリスの構造的完全性の試験。
部品は異なる配合組成および乾燥条件で生成された。表３は、それぞれの配合組成−乾燥条件の組み合わせの性能および構造的完全性を示す。本開示の活性炭モノリスは、取り扱い時にモノリスが分離（または破損）しない時、容認可能（または実行可能または良好または適切）な構造的完全性を持つものと見なされる。例えば、モノリスは、取り扱い時にモノリスの分離、粗砕、または破損をもたらさない限り、いくらかの亀裂を含みうる、および／または窪みのある表面を持ちうる。容認可能（または実行可能または良好または適切）な構造的完全性を持つ本開示のモノリスの例は、図８Ａ、８Ｂ、８Ｃ、８Ｄ、８Ｅ、および８Ｆに示す。比較的大きな亀裂は、部品の取り扱いや運搬を損なわないが、活性炭の量の減少につながる。ところが、モノリスの少数の大きな亀裂に寄与する体積は比較的有意ではなく、従って、本開示のモノリスの能力に対して比較的有意ではない効果を持つ。
【表３Ａ】
2018522720.tif 000005
【表３Ｂ】
2018522720.tif 000006
【表３Ｃ】
2018522720.tif 000007
ＮＧＷＣ  ＝  天然ガス作業容量、天然ガスの量（ｃｍ３）を容器の容積（ｃｍ３）で割ったもの、または、
ＭＷＣ  ＝  メタン作業容量、メタンガスの量（ｃｍ３）を容器の容積（ｃｍ３）で割ったもの。
およびＮＧ  Ａｃｔ．  ＝  天然ガスの重量（グラム）をサンプル重量（キログラム）で割ったもの、または、
Ｍｅｔｈ  Ａｃｔ．  ＝  メタンガスの重量（グラム）をサンプル重量（キログラム）で割ったもの
注記：    メタン値は、モル質量の差のために、ＮＧよりも低くなる（およそ３〜５％）
【００７６】
表３から分かる通り、数多くのタイプの足場材料（例えば、ＰＥＴ繊維、ＰＬＡ繊維、Ｎｙｌｏｎ−  ６，６’、および／またはＰＥＴ  ４ＤＧＴＭ繊維）が、本開示のモノリスの調製において効果的である（すなわち、良好、実行可能または容認可能な構造的完全性を持つモノリス）。対照的に、繊維およびココナッツを含まないモノリス配合組成は、構造的完全性が不十分であり、モノリスを生成できなかった。
【実施例６】
【００７７】
異なる配合組成を持つモノリスのサイクル性の試験。
部品は異なる配合組成で生成され、下記の表４〜７に示す通り、各モノリス配合組成について、ＮＧ  Ａｃｔ．およびＭＷＣまたはＮＧＷＣを調べた。表は、モノリス形態中の吸着剤の重要性を示す。表４は、Ｎｕｃｈａｒ（登録商標）ＲＧＣ  ＳＡ１５００  炭素の使用を示すが、これは生産後の熱処理が高温でなされることを除きＮｕｃｈａｒ（登録商標）ＳＡ１５００と類似したものである。追加的な熱処理によって、いくらかの孔が崩壊し、不可逆的な貯蔵をしやすい、より小さなサイズの孔ができる。より高い活性炭であるＮｕｃｈａｒ（登録商標）ＳＡ−１５００の使用を可能にするために、ココナッツ活性炭がプロセス助剤として使用され、結果を表６に示す。ところが、ココナッツ活性炭は製品寿命にわたり、有害な効果を持つ。さらに、ココナッツ活性炭からのみ作製されたモノリスは、複数サイクルにわたって性能の著しい低下があることが観察された。モノリスは、強固で構造的に健全であるが、性能上、ガス吸着、例えば、天然ガス市場での使用が妨げられる。対照的に、表５は、ココナッツ活性炭または生産後の熱処理を追加することなく、Ｎｕｃｈａｒ（登録商標）ＳＡ１５００が使用された時の性能を示しており、性能は複数サイクルにわたり、より頑強である。足場材料の使用によって、Ｎｕｃｈａｒ（登録商標）ＳＡ−１５００活性炭のみを使用したモノリスの生成が可能になった。Ｎｕｃｈａｒ（登録商標）ＳＡ−１５００は、最も頑強なサイクリング性能を示し、乾燥後の構造的な健全さと無傷が保たれた。
【００７８】
【表４】
2018522720.tif 000008
【００７９】
【表５】
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【００８０】
【表６】
2018522720.tif 000010
【００８１】
【表７】
2018522720.tif 000011
【００８２】
特定の実施形態
吸着剤、結合剤、および足場材料を含む、多孔質ガス吸着剤モノリス。
【００８３】
本明細書で開示した任意の態様または実施形態において、足場材料は天然繊維足場および合成繊維足場のうち少なくとも１つを含む。
【００８４】
本明細書で開示した任意の態様または実施形態において、天然繊維足場には、アルパカ繊維が含まれる。
【００８５】
本明細書で開示した任意の態様または実施形態において、合成繊維足場には、ポリプロピレン繊維、ポリエステル繊維、および４ＤＧ繊維のうち少なくとも１つが含まれる。
【００８６】
本明細書で開示した任意の態様または実施形態において、吸着剤には、容量ベースで約０．３ｃｃ／ｃｃまたはそれを越える孔の容積（２５Å未満）が含まれる。
【００８７】
本明細書で開示した任意の態様または実施形態において、吸着剤炭素は、少なくとも７７重量％の量で存在する。
【００８８】
本明細書で開示した任意の態様または実施形態において、結合剤は２０重量％を超えない量で存在する。
【００８９】
本明細書で開示した任意の態様または実施形態において、足場材料は３重量％を超えない量で存在する。
【００９０】
本明細書で開示した任意の態様または実施形態において、物品は約１１０℃〜約２５０℃の範囲の乾燥温度を持つ。
【００９１】
本明細書で開示した任意の態様または実施形態において、乾燥温度は、約１１０℃〜約２３０℃の範囲である。
【００９２】
本明細書で開示した任意の態様または実施形態において、乾燥温度は約１６５℃である。
【００９３】
本明細書で開示した任意の態様または実施形態において、足場材料は、約２００℃〜約２７０℃の範囲のガラス転移温度（Ｔｇ）を持つ。
【００９４】
本明細書で開示した任意の態様または実施形態において、足場材料のＴｇは２５０℃である。
【００９５】
多孔質ガス吸着剤モノリスを作製する方法であって、その方法は、吸着剤、結合剤、および足場材料を混和する工程と、混和物を造形構造に圧縮する工程と、圧縮混和物に熱を加える工程とを含む。
【００９６】
本明細書で開示した任意の態様または実施形態において、吸着剤が少なくとも７７重量％の量で存在する、および／または結合剤が２０重量％を超えない量で存在する、および／または足場材料が３重量％を超えない量で存在する。
【００９７】
本明細書で開示した任意の態様または実施形態において、足場材料は、天然繊維足場および合成繊維足場のうち少なくとも１つを含む。
【００９８】
本明細書で開示した任意の態様または実施形態において、天然繊維足場には、アルパカ繊維が含まれる。
【００９９】
本明細書で開示した任意の態様または実施形態において、合成繊維足場には、ポリプロピレン繊維、ポリエステル繊維、および４ＤＧ繊維のうち少なくとも１つが含まれる。
【０１００】
本明細書で開示した任意の態様または実施形態において、混和物を圧縮する工程は、少なくとも１，２５０  ｐｓｉの圧力を加えることが含まれる。
【０１０１】
本明細書で開示した任意の態様または実施形態において、加えられる圧力は１，５００  ｐｓｉよりも大きい。
【０１０２】
本明細書で開示した任意の態様または実施形態において、金型の形状は、プリズム、シリンダー、卵形プリズム、立方体、楕円形プリズム、長方形プリズム、五角形プリズムのうち少なくとも１つである。
【０１０３】
ガス状貯蔵システムであって、容器と、多孔質ガス吸着剤モノリスであって、吸着剤、結合剤、および足場材料を含むものとを含む。
【０１０４】
本明細書で開示した任意の態様または実施形態において、タンクは少なくとも１，０００  ｐｓｉに耐えるように構成される。
【０１０５】
本明細書で開示した任意の態様または実施形態において、吸着剤が少なくとも７７重量％の量で存在する、および／または結合剤が２０重量％を超えない量で存在する、および／または足場材料が３重量％を超えない量で存在する。
【０１０６】
本開示の好ましい実施形態を本明細書で図示および説明してきたが、こうした実施形態は例としてのみ提供されていることが理解される。本発明の精神から逸脱することなく、数多くの変形、変更および置換が当業者には想起される。従って、添付の請求項は、本発明の精神および範囲に該当するすべての変形を網羅することが意図されている。さらに、システムは、システムの充電および／または放電のための少なくとも１つの装置、またはシステムの充電および／または放電のための複数の装置を備えうる。
【０１０７】
本明細書全体を通して引用されるすべての参考資料、特許、係属中の特許出願および特許公報の内容は、参照により本明細書に明確に組み込まれる。
【０１０８】
当業者は、本明細書で説明した本開示の特定の実施形態に対する数多くの等価物を認識するか、または通常的な実験を用いて確認することが可能である。こうした等価物は、以下の請求項に含まれることが意図される。本明細書で説明した詳細な実施例および実施形態は、実例を挙げることのみを目的とした例として提供されており、決して本発明を制限するものとは見なされないことが理解される。それに照らして数多くの修正または変更が当業者に対して提示されるとともに、それらは本明細書の精神および範囲内に含まれ、かつ添付の請求項の範囲に含まれるものと見なされる。例えば、成分の相対的な量が望ましい効果を最適化するために変更されてもよく、追加的な成分が追加されてもよく、および／または類似した成分が説明されている一つまたは複数の成分と置換されてもよい。本開示のシステム、方法、およびプロセスに関連する追加的な有利な特徴および機能性は、添付された請求項から明白となる。さらに、当業者は通常的な実験を用いて、本明細書で説明した本開示の特定の実施形態に対する数多くの等価物を認識するか、確認することが可能である。こうした等価物は、以下の請求項に含まれることが意図される。
【符号の説明】
【０１０９】
１０  ガス状炭化水素貯蔵システム
２０  容器
３０  モノリシック炭素質物品
【図１】
2018522720.tif 000012
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６Ａ】
2018522720.tif 000017
【図６Ｂ】
2018522720.tif 000018
【図６Ｃ】
2018522720.tif 000019
【図７Ａ】
2018522720.tif 000020
【図７Ｂ】
2018522720.tif 000021
【図８Ａ】
2018522720.tif 000022
【図８Ｂ】
2018522720.tif 000023
【図８Ｃ】
2018522720.tif 000024
【図８Ｄ】
2018522720.tif 000025
【図８Ｅ】
2018522720.tif 000026
【図８Ｆ】
2018522720.tif 000027
【図９Ａ】
2018522720.tif 000028
【図９Ｂ】
2018522720.tif 000029
【図１０Ａ】
2018522720.tif 000030
【図１０Ｂ】
2018522720.tif 000031
【国際調査報告】
2018522720.tif 000032
2018522720.tif 000033