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日本石墨烯片技術(shù)取得重要進展

作者:中國儲能網(wǎng)新聞中心 來源:日經(jīng)BP社 發(fā)布時間:2013-01-16 瀏覽:
     中國儲能網(wǎng)訊:日本東北大學(xué)多元物質(zhì)科學(xué)研究所與昭和電工宣布,雙方共同開發(fā)出了量產(chǎn)優(yōu)質(zhì)石墨烯片的技術(shù)。這意味著在利用石墨烯作為汽車的電池材料及輕量高強度結(jié)構(gòu)材料方面邁出了重要一步。
 
    石墨烯是以1個原子的厚度從作為碳材料的石墨中剝離制得的材料。除了作為晶體管等電子部件外,作為電池的材料及結(jié)構(gòu)材料也備受關(guān)注。然而,石墨烯的現(xiàn)有制造方法大多生產(chǎn)速度非常慢,而且很難實現(xiàn)缺陷及雜質(zhì)少的優(yōu)質(zhì)石墨烯的量產(chǎn)。比如,作為化學(xué)剝離法之一的“氧化剝離法”,雖然可通過將石墨粉末氧化末并在溶劑中剝離、然后再實施還原來獲得石墨烯片,但一次處理需要花費1天以上的時間,而且還存在缺陷及雜質(zhì)多的問題。
 
    而此次開發(fā)的方法利用乙醇等有機溶劑的超臨界液體來剝離石墨烯。日本東北大學(xué)教授本間格介紹說,由于不進行氧化處理,因此“幾乎沒有氧及氫等雜質(zhì)”。而且,此次還開發(fā)出了可連續(xù)剝離石墨烯的“流動反應(yīng)器”。對于5g原料,一次剝離處理的時間僅為1小時左右。
 
    不過,一次處理的話單層石墨烯的收獲率只有10%左右。東北大學(xué)和昭和電工為了解決這一問題,還開發(fā)出了使剝離處理的工序呈循環(huán)狀,并在400℃溫度下反復(fù)處理的方法。這樣便可提高單層石墨烯的收獲率。具體而言,12次反復(fù)處理時收獲率可提高至30%以上,48次反復(fù)處理時收獲率可提高至80%以上。48次反復(fù)處理時,雖然每小時的處理量會下降至100mg原料左右,但生產(chǎn)效率仍比氧化剝離法高。
 
    獲得的石墨烯品質(zhì)方面,本間教授介紹稱,“經(jīng)拉曼光譜D-band和G-band的檢測證實,48次反復(fù)處理獲得的石墨烯顯示出了優(yōu)良的品質(zhì)”。不過,載流子遷移率未測定。而且,石墨烯的粒徑也未公開。
 
    昭和電工今后將為實現(xiàn)業(yè)務(wù)運作進一步驗證可提高量產(chǎn)效率的技術(shù)。(記者:野澤哲生,《日經(jīng)電子》)
 
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