| 研究概要 |
カーボンナノホーン(CNH)は,グラフェンシート(六員環炭素シート)が円錐状に丸まった構造を呈するもので,通常,それらが凝集して微粒子(CNH粒子)を形成する。CNH粒子は,携帯用ダイレクトメタノール型燃料電池のプラチナ触媒担持体としての利用が期待されている。現在,CNH粒子は高価な連続発振高出力CO_2レーザを用いて量産技術の確立が進められている。これに対し,本研究では,このようなCNH粒子をアーク放電を用いて安価にかつ量産的に連続合成する技術を研究開発する。具体的な研究開発の目標は以下のとおりである。
(1)CNH粒子の収率60%以上(現状のアーク放電法では20〜30%;レーザ蒸発法では90%以上)。
(2)連続運転時間1時間以上(現状アーク放電法では2秒)。
(3)生産量20g/h(現状アーク放電法では連続合成できない;レーザ蒸発法で10g/h)。
(4)生成物の雰囲気圧力依存性(収率,生産性,CNH形状,CNH粒子形状・サイズ,比表面積)。
(5)アークプラズマの状態と生成物との関係の学究的明確化
今年度は,設計製作した連続合成装置の問題点で解決および完成を目指し,圧力制御装置,ガス導入装置,回収装置の改良を行った。また,アーク条件(電条件と生成物の関係の明確化)の確認を行った。その結果,高気圧において,目標値に近い収率を得た。しかし,アーク放電現象との関係から原料黒鉛棒の連続供給が最適でないことが判明し,装置上のメカニカルな改善点が示された。
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