グラフェンの高速・低温・直接成膜技術 ―太陽電池と蓄電池への応用―

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TECHNO Inc.

グラフェンの分子模型
Nitech発ベンチャー標章
名工大発ベンチャー第6号
& 中部大学発ベンチャー
グランプリ標章
令和元年度名古屋市工業技術グランプリ(公財)名古屋産業振興公社)において
名古屋市工業研究所長賞受賞

ニュース

〈研究関連〉「燃料電池用の白金代替、削減用窒素ドープグラフェン触媒の研究開発」⇒愛知県『2020年度 新あいち創造研究開発補助金』採択
「グラフェン電極を用いた大容量全固体リチウムイオン電池の研究開発」⇒経済産業省『令和2年度 戦略的基盤技術高度化支援事業(サポイン)』(3年間)採択
〈お知らせ〉化学工業日報 2020年(令和2年)8月25日に掲載[原版.jpg]→読みやすくした[再現版.pdf]
〈展示・学会〉2020年度「なごや・サイエンス・ひろば」は、新型コロナウイルス感染防止のため、開催を中止

グラフェンとは

グラフェンの分子構造

炭素原子が六角形の格子状に結合した二次元材料
電気的特性
・銅より導電性が高く、キャリア移動度:μはSiの約100倍


機械的特性
・ゴムのような柔軟性がある


光学特性
・光透過率が高い (透過率:τ>90%)


比表面積
・"活性炭"並みに大きい (理論上、単位質量あたりの比表面積:Sm=2'627m2/g)
図:グラフェン-Siヘテロ 図:蓄電池の電極 図:グラフェンの透明薄膜
★展望
センサー応用 蓄電池応用 透明導電膜応用 トランジスタ応用

テクノロジー

   マイクロ波プラズマCVD装置の概略図 グラフェンを基板上に直接成膜できるのは弊社だけ
  1. 大面積(4㌅=10.16㌢平方以上)
  2. 低温(500℃以下)
  3. 高速(1Å/sec 以上)
  4. 各種基板(銅などの金属、ガラス、Si等)
  5. 不純物ドーピング(p型など)
グラフェン断面のSEM画像
Siに直接成膜したグラフェンの断面写真
弊社の強み
  • 装置メーカーと共同開発した専用機を使用
  • 製造特許5件出願(2件は特許登録)
  • 製造ノウハウを10件以上所有

プロダクツ

車の将来像
  • ガソリンの代わりに電気をエネルギーとする
  • 電気を再生可能エネルギーで賄う
  • エネルギーが自立できるように、エネルギ―密度の高いバッテリーを備える
電気自動車の透過図①高効率太陽電池

高効率太陽電池の構造図
②高エネルギー密度バッテリー(蓄電池)
蓄電池の電極図
★展望グラフェンを活用して、再生可能エネルギーだけで自立走行できる自動車の実現に貢献する
車載用太陽電池
  • 高変換効率
  • 有害元素や希少金属を使用しない
  • フレキシブル、低コスト
車載太陽電池に最低必要な発電効果の計算結果★弊社の提案
太陽電池モジュール変換効率表

高効率太陽電池の構造図

グラフェン/Si接続太陽電池
エネルギーバンド図
蓄電池
  • 金属等の基板上に直接グラフェンを製膜できる
  • 1μm以上の厚いグラフェンを直接成膜できる
  • バインダーが不要
★弊社の提案厚膜グラフェンの例
  1. 直接成膜グラフェンで形成する蓄電池用電極を共同開発する
  2. 薄膜電池として、負極、電解質、正極を連続でCVDで製造する蓄電池を共同開発する
グラフェンのSEM画像グラフェンの光学顕微鏡画像
SEM像光学顕微鏡像


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