公告/发布日期:2015/11/04

米乐m6官方网站 全球首家超生长碳纳米管量产工厂开始运营

-日本吉翁株式会社开始量产-


基于NEDO项目的成果,Zeon公司已建成并开始运营世界上第一家采用米乐m6官方网站开发的超生长(SG)方法生产碳纳米管(CNT)的量产工厂。

 SG方法能够实现高速、大规模合成,并且SG方法获得的CNT比传统CNT具有更高的长径比、更高的纯度和更大的表面积等特点,有望应用于具有前所未有的功能和特性的新型功能材料以及下一代器件。由于其可应用于高性能电容器、高性能橡胶材料、高导热材料等创新材料和器件,预计需求将会增加。

Zeon公司将于2015年11月开始量产。

超级生长法碳纳米管工厂竣工照片
超级生长法碳纳米管工厂竣工


1。概述

 碳纳米管 (CNT)是由日本饭岛澄男博士发现的材料,日本在这方面处于世界领先地位。由于它重量轻、坚固且具有高导电性和导热性,因此有望用于多种应用。

 在此背景下,在NEDO项目“纳米碳应用产品创造项目”(2003-2005年)中,米乐m6官方网站(以下简称AIST)开发了由AIST的Kenji Hatake博士于2004年发现的创新CNT合成方法超级生长法(SG法)的基础技术此外,产业技术研究院和Zeon公司在“碳纳米管电容器开发项目”(2006年-2010年)中致力于碳纳米管(CNT)量产技术的开发。此外,AIST和Zeon公司根据经济产业省2009年补充预算项目开始建设量产示范工厂,并自2011年起通过提供样品来推广该技术。

 日本瑞翁株式会社利用产业技术研究院量产示范工厂的技术,于近期建成了世界首个采用SG法获得的高品级碳纳米管(SGCNT)的量产工厂。

 与其他碳纳米管相比,SGCNT具有高长径比、高纯度和大表面积等特点,因此是一种有望应用于新型功能材料和下一代器件的材料,具有前所未有的功能和特性。高性能电容器、高性能橡胶材料、高导热材料等创新材料和器件的潜力已被提出,预计其需求将大幅扩大。 Zeon公司将于2015年11月开始批量生产SGCNT,以满足市场对这些应用产品的需求。

2。当前结果

[1]SGCNT量产基础技术开发

 迄今为止,AIST和Zeon公司在NEDO项目中开发了SG法中重要的廉价催化剂成膜技术、大面积合成技术和连续合成技术。图 1 显示了 SG 方法。 SG法是一种优异的CNT合成方法,通过在气相合成炉的气氛中添加少量的水分,显着提高催化剂的活性和寿命并保持高的生长效率。与传统的CNT合成方法相比,生长效率提高了数百倍,并且合成的SGCNT可以很容易地与基底分离,使得可以在不牺牲质量的情况下轻松回收碳纯度超过99%的SGCNT,从而可以显着减少催化剂的使用量和制造成本。

SGCNT合成方法图
图1 SGCNT合成方法

[2]利用SGCNT量产示范工厂进行技术传播活动、工厂建设/竣工

 AIST和Zeon Corporation将利用通过NEDO项目开发的量产平台技术,筑波创新竞技场纳米技术中心 (TIA-nano)作为该项目的一部分,我们在AIST(经济产业省2009财年追加预算项目)内建设了SGCNT量产示范工厂,并成功在500 x 500毫米金属基板上均匀合成了SGCNT。结果,与发现 SG 方法时相比,生产能力增加了约 17,000 倍。合成的SGCNT样品开始作为AIST的研究样品提供,并已提供给国内200多家公司和大学。 2013财年,Zeon公司从AIST租赁了工厂,并开始作为Zeon公司提供SGCNT样品,支持国内研究机构和公司将SGCNT应用产品商业化。

 此外,在NEDO“实现低碳社会的纳米碳材料实际应用项目”(FY2010-2016)中,技术研究会单壁CNT融合新材料研究开发组织正在推进SGCNT复合材料的开发,正在开发发挥SGCNT优异特性的应用材料。作为产品,我们开发了具有高机械耐久性的高导电橡胶、添加少量SGCNT的导电橡胶和树脂、以及具有与钛或铁相媲美的导热性的SGCNT/碳纤维/橡胶复合材料等具有炭黑等现有填料无法获得的优异特性的聚合物复合材料。金属复合材料的研发也取得了长足进展,开发出了轻质、高允许电流密度的铜复合材料,以及导热系数是铝三到四倍的铝复合材料,有望应用于下一代交通设备、电子设备等。

为了满足这些应用产品的市场需求,Zeon公司于2014年4月决定利用在AIST量产示范工厂获得的技术,建设SGCNT量产工厂。SGCNT制造工厂将建在德山工厂内,工厂将于2015年11月11日竣工,开始量产。

3。未来计划

 随着这个SGCNT量产工厂的建成,我们预计以SGCNT为核心材料的创新复合材料的使用将会扩大。此外,其应用范围广泛,预计将在能源、电子、功能材料、结构材料等广泛领域展开,将在日本形成一个重要产业。瑞翁公司将按计划继续大规模生产SGCNT,为日本经济的发展做出贡献。



术语表

◆碳纳米管(CNT)
碳纳米管是直径为04至50纳米、仅由碳原子组成的一维纳米碳材料。其化学结构由连接在一起的卷状石墨层表示,只有一层的称为单壁碳纳米管,根据石墨层的缠绕方式(螺旋性),电子结构可以是金属或类半导体。[返回来源]
◆超级生长法(SG法)
AIST 的 Kenji Hatake 博士及其同事于 2004 年发现的一种合成单壁碳纳米管的方法。这是一种利用化学气相沉积(CVD)合成单壁碳纳米管的方法,在加热到高温的加热炉中合成单壁碳纳米管时,通过添加极少量的水,显着提高催化剂的活化时间和活性。可以合成高效率生长的单壁碳纳米管,其长度达到传统方法的500倍,以及长度是传统方法的2000倍的高纯度单壁碳纳米管。此外,取向度高,还可以产生宏观结构。[返回来源]
◆筑波创新竞技场纳米技术中心(TIA-nano)
与产业技术综合研究所、国立材料科学研究所、筑波大学、高能加速器研究机构四家机构合作建立的研究基地。[返回来源]


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