Preparation and structural modification of graphene from graphite via wireless electrochemical approach

• Project/Area Number: 17K18994
• Research Category: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Research Field: Materials engineering and related fields
• Research Institution: Kogakuin University
• Principal Investigator: Hashioto Hideki 工学院大学, 先進工学部, 助教 (60579556)
• Project Period (FY): 2017-06-30 – 2020-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2019)
• Budget Amount: ¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000); Fiscal Year 2019: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000); Fiscal Year 2018: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000); Fiscal Year 2017: ¥3,120,000 (Direct Cost: ¥2,400,000、Indirect Cost: ¥720,000)
• Keywords: グラフェン / 電気化学 / インターカレーション / アノード酸化 / 硫酸 / 電流密度 / グラファイト / ワイヤレス / バイポーラ電気化学 / 交流電解

Outline of Final Research Achievements

Graphene, a next generation innovative material, has attracted much attention from the field of materials chemistry. However, its mass-production is difficult due to requirement of special techniques. Here, we developed a novel process based on wireless electrochemical approach by combining bipolar electrochemistry, anodic oxidization, and intercalation reaction to prepared graphene from graphite powders.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

電気化学的にグラファイトを処理しグラフェンを得る手法は現実的な大量生産手法として期待されているが，対象物に通電を取る必要があるため，粉末のような微細な試料に対して処理を施すことは難しい。本研究では，安価なグラファイト粉末に対して直接通電を取ることなく，電解処理を施すことで，グラフェンを得る手法（ワイヤレス電解剥離法）を開発した。この手法を応用することで安価な天然黒鉛粉末から大量にグラフェンを生産することが可能になると期待される。

Research Products

• [Journal Article] Bipolar anodic electrochemical exfoliation of graphite powders (2019)
  • Author(s): Hideki Hashimoto, Yusuke Muramatsu, Yuta Nishina, Hidetaka Asoh
  • Journal Title: Electrochemistry Communications Volume: 104 Pages: 106475-106475
  • DOI: 10.1016/j.elecom.2019.06.001
  • NAID: 120006844180
• [Presentation] 硫酸中におけるグラファイトのワイヤレス電解剥離 (2019)
  • Author(s): 村松勇輔，仁科勇太，橋本英樹，阿相英孝
  • Organizer: 第46回炭素材料学会年会
• [Presentation] HBF4中でのグラファイトの電気化学的剥離に対する電解因子の影響 (2019)
  • Author(s): 竹内遼，仁科勇太，西川泰司，橋本英樹，阿相英孝
  • Organizer: 第46回炭素材料学会年会
• [Presentation] 硫酸中でのグラファイトの電解剥離挙動 (2018)
  • Author(s): 村松勇輔，橋本英樹，阿相英孝
  • Organizer: 金属のアノード酸化皮膜の機能化部会 第35回ARSコンファレンス（2018/10/25, ホテルリステル浜名湖，静岡）予稿集 p.99ポスター
• [Presentation] 硫酸電解液中でのグラファイトの電気化学的剥離に対する電解因子の影響 (2018)
  • Author(s): 村松勇輔，橋本英樹，阿相英孝
  • Organizer: 第45回炭素材料学会年会（2018/12/5，名古屋工業大学，愛知）1C10，予稿集 p.38
• [Presentation] Influence of Electrolysis Conditions on Anodic Exfoliation of Graphite in Sulfuric Acid (2018)
  • Author(s): Y. Muramatsu, H. Hashimoto and H. Asoh
  • Organizer: 22nd Topical Meeting of the International Society of Electrochemistry (Tokyo, Japan, 4/18, 2018) PosterS3-024
  • Int'l Joint Research
• [Patent(Industrial Property Rights)] グラフェンの製造方法 (2018)
  • Inventor(s): 2018
  • Industrial Property Rights Holder: 2018
  • Industrial Property Rights Type: 特許
  • Industrial Property Number: 2018-218478
  • Filing Date: 2018