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2013年1月14日 (月)

超臨界流体を用いたグラフェン量産化技術を開発

平成25年1月10日
科学技術振興機構(JST)
東北大学 多元物質科学研究所
昭和電工株式会社
 
詳細は、リンクを参照して下さい。
 
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ポイント
○透明性と電気伝導度が高いグラフェン
 だが、量産化が課題になっていた
 
○「超臨界流体」の持つ剥離効果で
 グラフェンの単離に成功
 
○安価で良質なグラフェンの製造が
 可能に、応用展開に期待
 
 
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 JST 研究成果最適展開支援プログラム
(A-STEP)の一環として、東北大学
多元物質科学研究所の本間 格 教授、
笘居(トマイ) 高明 助教らは、
革新的炭素材料であるグラフェン注1)の
超臨界流体注2)を用いた量産化技術を
開発しました。
 
 グラフェンは、炭素原子がハチの巣状に
6角形のネットワークを形成したシートで、
シリコンの100倍以上のキャリア移動度
注3)、熱的・化学的安定性などの特長を
持つことから、次世代の電子材料を
はじめとするさまざまな分野で活用が期待
されています。
 
 特に近年では、電気自動車用の
大型リチウム電池・キャパシター電極や
軽量高強度部材への応用が考えられて
いますが、そのためにはキログラム単位の
良質なグラフェン材料が必要とされます。
 
 しかし、従来のグラファイトを原料
とした酸化的剥離法では、作製に1日以上
がかかり、さらに官能基注4)や欠陥が
残ってしまうため、良質なグラフェンの
量産化はできませんでした。
 
 今回、有機溶媒の超臨界流体を使用し
グラフェンの剥離処理を行うことにより、
酸化処理をすることなく、短時間
(1時間程度)で良質なグラフェンを製造
する方法を開発しました。
 
 具体的には、剥離処理の回数を増やすほど
グラフェンの収率を高めることができ、
試験結果では400℃で48回の剥離処理を
行った時に、収率80%以上でグラフェンを
得ることができました。
 
 この成果によって、安価で高速に良質な
グラフェンの製造が可能となることから、
従来の電子材料用途だけでなく、
軽量高強度構造部材や電池材料、
エレクトロニクス、電力・発電技術など
さまざまなエネルギー技術への実用化が
進むものと期待されます。
 
 本研究は、東北大学と昭和電工株式会社
が共同で行ったものです。
 今後、昭和電工株式会社では、本成果の
事業化に向けてスケールアップによる
量産性の検証などの研究開発を進めます。
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 良さそうですね。
 作成が1日以上→1時間程度だそうです。
 素晴らしい。
 
 グラフェンはこれからの材料です。
 いろいろな応用が考えられる。
 大いに期待したい。

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