グラフェン量産技術動向と用途展開

第1部 グラフェンの特性と工業生産に向けた量産技術の確立

(2014年1月31日 10:00〜11:10)

グラフェンの特性の基礎、合成技術、量産技術、使いやすさ・品質向上などの課題と利用拡大に向けた材料特性向上、さらに用途展開について、現状と今後の利用展開について全体を把握できる機会としたい。

1. グラフェンの特性基礎
   1. 特性のまとめ
   2. 電気的特性・光学的特性の基礎
   3. その他の特性
2. グラフェン研究開発の歴史
3. グラフェンの形成法
   1. 剥離などによるグラフェンの形成
   2. 熱CVDによるグラフェンの形成
   3. その他の手法
4. プラズマを利用したグラフェンのCVD合成
   1. プラズマCVDによるナノ炭素材料合成
   2. 表面波励起マイクロ波プラズマCVD
   3. 表面波励起マイクロ波プラズマCVDによるグラフェンの合成
   4. プラズマCVDで合成したグラフェンによる透明導電膜
   5. プラズマCVDによるロールTOロール連続合成
5. グラフェンの用途開発の現状
   1. 透明導電膜用途
   2. その他の用途
• 質疑応答

第2部 熱CVDを用いたグラフェン透明導電膜の作製と太陽電池への応用

(2014年1月31日 11:20〜12:30)

本項では、熱CVDによるグラフェンの成長と透明導電膜形成に関する技術について説明する。特に転写によるグラフェンの任意基板上への形成とその特性について現状得られている特性と課題について紹介するとともに、実用化の例としてアモルファスシリコン太陽電池へ適用について簡単に紹介し、今後の展望についてまとめる。

1. グラフェンの透明導電膜応用
   1. 現状の透明導電膜の課題
   2. グラフェンを用いる理由
   3. グラフェン透明導電膜の性能試算
   4. 各種成膜方法と透明導電膜適用の検討
2. 熱CVDによるグラフェンの成長と転写による透明導電膜形成
   1. 熱CVDの概要
   2. 熱CVDにより作製したグラフェンの特性
   3. 転写によるグラフェンの任意基板上への形成
   4. 各種基板上への転写
   5. 基板がグラフェンに与える影響
3. グラフェンの太陽電池への適用
   1. 太陽電池の透明導電膜界面の課題とグラフェン応用
   2. グラフェンを透明導電膜/p層界面に挿入した太陽電池の特性
   3. 今後の課題と展望
• 質疑応答

第3部 グラフェン量産と低価格化による適用分野の展望～ プリンテッドエレクトロニクスへの応用 ～

(2014年1月31日 13:10〜14:20)

世界的にグラフェン研究およびその生産技術の開発が進化しており、これらがアプリケーシ ョンの各分野に及んできた。それらは次世代の伝送、半導体、センサー、プリンテッドエレクトロニクス、フィルトレーションから汎用素樹脂への適用まで幅広い。 当社では、英国マンチェスター大学やケンブリッジ大学などとの連携をベースに、グラフェン生産、国内メーカー企業への素材の提供、知財を含む適用開発の支援などを行っている。

1. ナノ素材としてのグラフェンの位置付け
2. EUおよび英国のグラフェン戦略
3. 当社のグラフェン戦略
   1. グラフェン製法
   2. ナノ素材の価格破壊
   3. プリンテッドエレクトロニクスへの応用
   4. 低価格化による適用分野の拡大
4. まとめ
• 質疑応答

第4部 グラフェンコンポジットの機械的特性と高強度材料としての期待

(2014年1月31日 14:30〜15:40)

　グラフェンを用いた高強度複合材料の創製に関する周辺状況と現在取組中の内容を紹介する。

1. はじめに
2. CNTを用いた高強度複合材料の研究
3. カーボン繊維のマイクロメカニクス
4. グラフェン/エポキシ複合材料の分子シミュレーション
5. グラフェンナノコンポジットのメカニクス
6. LBL法によるグラフェン複合材料の創製
7. 今後の展望
• 質疑応答

第5部 グラフェンの機能化と先端電池材料への応用

(2014年1月31日 15:50〜17:00)

　太陽電池、リチウムイオン電池、キャパシタなどの電池材料へグラフェンを応用する場合は低コストで高速生産が可能な量産化技術の開発が必須である。本講演では酸化状態を経由しないで1段階のプロセスでグラファイト結晶からグラフェンを短時間で製造できる超臨界流体プロセスの紹介を行う。また、先端電池材料応用を目指してグラフェン表面へのナノ活物質の担持技術、3次元アセンブリー技術、層間制御による高エネルギー密度電極材料応用技術など、グラフェンの機能化と先端電池材料応用への研究成果を紹介する。

1. グラフェンの物性
   1. 単原子層グラフェン
   2. 多層グラフェン
2. ナノグラフェン
   1. ナノグラフェンの合成方法
   2. エッジ構造と評価
3. グラフェンの合成方法
   1. Hummers法
   2. 超臨界流体プロセス
   3. 再積層プロセスと多層グラフェン
4. グラフェンの構造解析
   1. 透過型電子顕微鏡
   2. AFM
   3. 共鳴ラマン散乱
   4. 電気化学測定
5. グラフェンの先端二次電池材料への応用
   1. グラフェンの電気二重層キャパシタ応用
   2. グラフェンのリチウムイオン電池負極応用
   3. グラフェン表面へのPtクラスター修飾と燃料電池電極応用
   4. グラフェン再積層体の高エネルギー密度電池応用
• 質疑応答