TriporousTM: what is it?

During our Re-think Circular Economy Forum held in Milan in October 2020, Seiichiro Tabata, Triporous Technology Leader at Sony, explained to us about Triporous a brand new porous carbon material Seiichiro and his team developed from rice husks, and during his presentation he explained what it is and how it can contribute to social issues.

What is Triporous?

In 1991, Sony commercialized lithium-ion batteries for the first time in the world. Triporous was developed in the process of exploring new electrode carbon materials for lithium-ion batteries. In the project, they were looking for a biomass containing silica as a raw material. They had a lot of knowledge about procedure of artificial high-performance porous carbon for battery derived from resin/silica nano material. That is why, they decided to focus on rice husk as a raw material.

Taking a look to the manufacturing scheme of Triporous from rice husk it is important to highlight that large part of rice husk, about 20% of the total weight, is silica. Therefore, they have to carbonize the rice husk, and then, etch the carbonaceous material off silica by a basic solution. Then, the porous carbon gets activated by steam, and finally, results in the generation of three kinds of pores. By the way sodium silicate generated from this silica removal process and they recently used it to develop a new functional material called “Zeolite”.

Triporous has not only mesopore but also unique large macropore. Conventional activated carbons does not show large pore structure as Triporous does. Conventional activated carbon mainly consists of micropore below 2 nm. However, Triporous has 3 kinds of pore, micropore, mesopore and macropore and this is why they named it “Triporous”.

When looking at Triporous it is visible the presence of larger “macro” and “meso” pores which in typical activated carbon, derived from coconuts husk, are not as large. Microscopic pictures also clearly indicate the difference between the pore structure of Triporous the conventional activated carbon.

One day, Seiichiro discovered unique adsorption phenomena from Triporous. During his speech, he showed a picture in which the dye adsorption experimental after the addition of various materials was clear. On the left of the picture there was aqueous solution containing dye before the addition of materials. The ones in which they added conventional activated carbon remained blue. However, the solution on the right of the picture, which were solutions with Triporous added, became transparent, completely clear. After the discovery of unique adsorption phenomena of Triporous, their goal changed from investigating new electrode materials to developing a new adsorbent material. Their new mission at the time was to provide people and society with comfortable life with Triporous that can purify water and air.

Indeed, Triporous has three unique adsorption properties. First property is quick adsorption. A comparison of adsorption of ammonia gas and dye molecule between Triporous and activated carbon showed that Triporous adsorbs ammonia gas responsible for body and pet odors six times faster compared to activated carbon.

Second, Triporous can adsorb organic substances of various sizes. In fact, Triporous adsorbs over twice as much high-molecular weight organic pigments and 3 to 8 times more allergens than conventional activated carbon. They were also able to confirm that it is capable of removing more than 99% of viruses and bacteria.

Third property of Triporous is large volume reagent impregnation. Triporous filter indicates more than twice the service life of activated carbon when used in air purifiers and for industrial filters.

Some cases in which Triporous has been used are a detergent from Japanese pharmaceutical company, a body-soap, air purification in the showcase of founding prospectus of Sony and for the preservation of cultural property of world Heritage Byodoin Temple in Kyoto. More recent applications of Triporous are on parker and sox keeping the cloth free from smell and in a detergent for men.

How can Triporous contribute to social issues?

Through Triporous, Sony is working on solving social issues and is contributing to Sustainable Development Goals adopted by United Nations. Triporous helps contributing to the recycling-oriented society by the utilization of discarded rice husk, and contributing to SDGs Goal Number 12. Over 100 million tons of rice husks are estimated to be discarded worldwide every year, and about 2 million ton are discarded within Japan alone. 100kg of Triporous can be generated from 1 ton of rice husks. By recycling this huge mass of discarded rice husks, Triporous can contribute to recycling-oriented society and the realization of a circular economy.

Production of Triporous is also a new way to reduce open burning and to contribute to climate change mitigations and to SDGs number 13. According to FAO of United Nations, more than 400 million tons of biomass, including rice husks, is currently disposed of annually in the world by incineration, such as burning in the field. Short-Lived Climate Pollutants, generated by open burning, are said to be one of the causes of climate change, and there is a strong need for countermeasures against them. Sony will expand Triporous technology as a new way to use the rice husk in the world and contribute to climate change mitigations.

Through its adsorption properties Triporous contributes to cleaning water and air, and to SDGs Goal Number 3, 6 and 11. According to a report by the WHO, 2.1 billion people around the world are struggling with access to safe water, and approximately 7 million deaths are due to the exposure from both outdoor and household air pollution. Indeed, Triporous can remove more than 99% of viruses while activated carbon cannot. This property would be particularly beneficial in developing countries. Triporous can also adsorb Volatile Organic Compounds responsible for particulate matter and photochemical smog. Through Triporous, they contribute to world’s access to safe water and to the improvement of air pollution.

In order to introduce Triporous to society, Seiichiro and his team are promoting global open innovation with various research institutes and companies in Japan and overseas and they aim to increase the value of Triporous with functional, brand and environmental aspect.

Their goals are to solve various social issues by utilizing Triporous, and contribute to environmental improvement and mitigation of climate change. The production of Triporous is a new way to reduce open burning and air pollution. And finally, it can adsorb many kinds of pollutants and solve water and air problems.

If you want to know more about it check the video below or read the final report of the event.


Durante il nostro Re-think Circular Economy Forum Milano tenutosi a ottobre 2020, Seiichiro Tabata, Triporous Tchnology Leader di Sony, ci ha spiegato cos’è il Triporous, un nuovissimo materiale di carbonio poroso che Seiichiro e il suo team hanno sviluppato dalla lolla di riso, e durante la sua presentazione ci ha spiegato cos’è e come può contribuire alle questioni sociali.

Cos’è il Triporous?

Nel 1991, Sony ha commercializzato per la prima volta al mondo le batterie agli ioni di litio. Il Triporous è stato sviluppato nel processo di esplorazione di nuovi materiali di carbonio per elettrodi per batterie agli ioni di litio. Nel progetto, stavano cercando una biomassa contenente silice come materia prima. Avevano un sacco di conoscenze sulla procedura di carbonio poroso artificiale ad alte prestazioni per la batteria derivato da resina/silice nano materiale. Ecco perché hanno deciso di concentrarsi sulla lolla di riso come materia prima.

Dando un’occhiata allo schema di produzione del Triporous dalla lolla di riso, è importante sottolineare che gran parte della lolla di riso, circa il 20% del peso totale, è silice. Pertanto, devono carbonizzare la lolla di riso, e poi, incidere il materiale carbonioso dalla silice con una soluzione di base. Poi, il carbone poroso viene attivato dal vapore e, infine, genera tre tipi di pori. A proposito, il silicato di sodio generato da questo processo di rimozione della silice è stato recentemente utilizzato per sviluppare un nuovo materiale funzionale chiamato “Zeolite“.

Lo zeolite non ha solo mesopori ma anche grandi macropori unici. I carboni attivi convenzionali non mostrano una grande struttura a pori come il Triporous. Il carbone attivo convenzionale consiste principalmente di micropori inferiori a 2 nm. Tuttavia, Triporous ha 3 tipi di pori, micropori, mesopori e macropori ed è per questo che è stato chiamato “Triporous”.

Guardando Triporous è visibile la presenza di pori “macro” e “meso” più grandi che nel tipico carbone attivo, derivato dalla buccia delle noci di cocco, non sono ugualmente grandi. Le immagini al microscopio indicano anche chiaramente la differenza tra la struttura dei pori di Triporous e il carbone attivo convenzionale.

Un giorno, Seiichiro ha scoperto fenomeni di adsorbimento unici del Triporous. Durante l’intervento ha mostrato un’immagine in cui è visibile l’adsorbimento sperimentale del colorante dopo l’aggiunta di vari materiali. Da un lato si vede una soluzione acquosa contenente colorante prima dell’aggiunta dei materiali. Quelle in cui hanno aggiunto carbone attivo convenzionale è rimasto blu. Dall’altro, la soluzione con l’aggiunta di Triporous, è diventata trasparente, completamente chiara.

Dopo la scoperta dei fenomeni di adsorbimento unici del Triporous, il loro obiettivo è cambiato dallo studio di nuovi materiali per elettrodi allo sviluppo di un nuovo materiale adsorbente. La loro nuova missione all’epoca era di fornire alle persone e alla società una vita confortevole con Triporous che può purificare l’acqua e l’aria.

Infatti, Triporous ha tre proprietà uniche di adsorbimento. La prima proprietà è l’adsorbimento rapido. Un confronto tra l’adsorbimento di gas di ammoniaca e di molecole di colorante tra Triporous e il carbone attivo ha mostrato che Triporous adsorbe il gas di ammoniaca responsabile degli odori del corpo e degli animali domestici sei volte più velocemente rispetto al carbone attivo.

In secondo luogo, Triporous può adsorbire sostanze organiche di varie dimensioni. Infatti, adsorbe più del doppio dei pigmenti organici ad alto peso molecolare e da 3 a 8 volte più allergeni del carbone attivo convenzionale. Hanno anche potuto confermare che è capace di rimuovere più del 99% di virus e batteri.

La terza proprietà di Triporous è l’impregnazione di grandi volumi di reagenti. Il filtro Triporous indica più del doppio della vita utile del carbone attivo quando viene usato nei purificatori d’aria e per i filtri industriali.

Alcuni casi in cui Triporous è stato usato sono un detergente della compagnia farmaceutica giapponese, un sapone per il corpo, la purificazione dell’aria nella vetrina del prospetto di fondazione della Sony e per la conservazione dei beni culturali del patrimonio mondiale Byodoin Temple a Kyoto. Applicazioni più recenti di Triporous sono su parker e sox che mantengono il tessuto libero da odori e in un detergente per uomini.

Come può Triporous contribuire alle questioni sociali?

Attraverso Triporous, Sony sta lavorando per risolvere i problemi sociali e sta contribuendo agli Obiettivi di Sviluppo Sostenibile adottati dalle Nazioni Unite. Triporous aiuta a contribuire alla società orientata al riciclo utilizzando la lolla di riso scartata e contribuendo all’obiettivo numero 12 degli SDGs. Si stima che oltre 100 milioni di tonnellate di lolla di riso vengano scartate ogni anno in tutto il mondo, e circa 2 milioni di tonnellate vengono scartate solo in Giappone. Da 1 tonnellata di lolla di riso si possono generare 100 kg di Triporous. Riciclando questa enorme massa di lolla di riso scartata, Triporous può contribuire alla società orientata al riciclaggio e alla realizzazione di un’economia circolare.

La produzione di Triporous è anche un nuovo modo per ridurre i roghi all’aperto e contribuire alla mitigazione del cambiamento climatico e all’SDGs numero 13. Secondo la FAO delle Nazioni Unite, più di 400 milioni di tonnellate di biomassa, tra cui la lolla di riso, viene attualmente smaltita ogni anno nel mondo tramite incenerimento, come la combustione nei campi. Gli inquinanti climatici di breve durata, generati dalla combustione all’aperto, sono considerati una delle cause del cambiamento climatico, e c’è un forte bisogno di contromisure contro di essi. Sony espanderà la tecnologia Triporous come un nuovo modo di utilizzare la lolla di riso nel mondo e contribuire alla mitigazione dei cambiamenti climatici.

Attraverso le sue proprietà di adsorbimento, Triporous contribuisce alla pulizia dell’acqua e dell’aria, e agli SDGs numero 3, 6 e 11. Secondo un rapporto dell’OMS, 2,1 miliardi di persone in tutto il mondo stanno lottando con l’accesso all’acqua potabile, e circa 7 milioni di morti sono dovute all’esposizione all’inquinamento dell’aria esterna e domestica. Infatti, Triporous può rimuovere più del 99% dei virus mentre il carbone attivo non può. Questa proprietà sarebbe particolarmente vantaggiosa nei paesi in via di sviluppo. Triporous può anche adsorbire i composti organici volatili responsabili del particolato e dello smog fotochimico. Attraverso Triporous, contribuiscono all’accesso del mondo all’acqua sicura e al miglioramento dell’inquinamento dell’aria.

Per introdurre Triporous nella società, Seiichiro e il suo team stanno promuovendo l’innovazione aperta globale con vari istituti di ricerca e aziende in Giappone e all’estero e mirano ad aumentare il valore di Triporous con l’aspetto funzionale, di marchio e ambientale.

I loro obiettivi sono quelli di risolvere vari problemi sociali utilizzando Triporous, e contribuire al miglioramento ambientale e alla mitigazione del cambiamento climatico. La produzione di Triporous è un nuovo modo per ridurre la combustione all’aperto e l’inquinamento dell’aria. E infine, può adsorbire molti tipi di inquinanti e risolvere i problemi dell’acqua e dell’aria.

Per saperne di più guarda il video in inglese qui sotto o consulta il report finale dell’evento.

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