３次元グラフェンの合成技術と特徴・応用展開

リチウムイオン電池・燃料電池・キャパシタ・発電デバイス・ヒートポンプ等への各応用

グラフェン材料の現状、３次元グラフェンの合成技術、特徴、蓄電・発電デバイスをはじめとした各応用展開に関して解説します。

セミナー趣旨

　グラフェンは潜在的に高性能であるが、実用材料として市販されているグラフェン粉末は実際には「薄層黒鉛」である場合が殆どであり、論文で見るような優れた特性をもつグラフェンとはかけ離れた材料に成り下がってしまっている。これは根本的に、グラフェンが2次元シート状物質であることに起因する。例え高品質なグラフェンを大量に合成したとしても、粉末にすると結局は積層体となってしまう。このため、最初から安価に薄層黒鉛を作り、これをグラフェンという商品名で販売するという発想になってしまうのである。
　これに対し、我々の開発した「グラフェンメソスポンジ」は高品質なグラフェンを3次元の自立する骨格に成形したものであり、グラフェンらしい特徴を有しつつも粉体として大量生産可能な材料である。
　本講演では、3次元骨格をもつグラフェンを合成する手法、グラフェンメソスポンジの特徴、蓄電や発電をはじめとする各種応用展開について解説する。

受講対象・レベル

グラフェン系材料に興味がある方。カーボン新素材をお探しの方。

習得できる知識

市販グラフェン系材料の現状、新素材「グラフェンメソスポンジ」の概要、3次元骨格をもつグラフェン材料の特徴と応用用途

セミナープログラム

１．市販グラフェン材料の現状
 
２．3次元骨格をもつグラフェンの合成法
　2.1 還元酸化グラフェンからの製法
　2.2 多孔性金属へのCVD
　2.3 金属酸化物を鋳型にした製法
 
３．金属酸化物を鋳型にした3次元グラフェンの合成
　3.1 鋳型炭素化法
　3.2 グラフェンメソスポンジの合成法
　3.3 金属酸化物上におけるグラフェン成長のメカニズム
 
４．粉として量産可能な3次元グラフェン「グラフェンメソスポンジ」
　4.1 多孔性、細孔構造
　4.2 結晶構造
　4.3 エッジサイトの定量
　4.4 耐食性
　4.5 柔軟性
 
５．グラフェンメソスポンジの蓄電・発電への応用
　5.1 電気二重層キャパシタ
　5.2 リチウムイオン電池
　5.3 リチウム空気電池
　5.4 固体高分子形燃料電池
　5.5 新規発電デバイス
 
６．グラフェンメソスポンジのその他の分野への応用
　6.1 ヒートポンプ
　6.2 その他
 
７．グラフェンメソスポンジを社会実装する大学発ベンチャー企業のご紹介
 
８．まとめ

□質疑応答□

セミナー講師

東北大学　材料科学高等研究所　教授　博士(工学)　西原 洋知　氏

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キーワード

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