成果報告書詳細
管理番号20120000000473
タイトル*平成23年度中間年報 省エネルギー革新技術開発事業/先導研究/カーボンバンドルをユニットとする新規軽量導体の研究開発
公開日2012/6/8
報告書年度2011 - 2011
委託先名古河電気工業株式会社 MEFS株式会社 国立大学法人信州大学
プロジェクト番号P09015
部署名省エネルギー部
和文要約1. 研究開発の内容及び成果等
(1)CNTの高導電化
(1)?ア)CNTの構造制御
CNTの生成法は,信州大学で開発された現在主流の触媒気相成長(CCVD)法を用いて,特に触媒を固定した基板法と触媒を浮遊させて連続的に成長する気相流動法があるが,主に後者の気相流動法を用いるが,適宜に基板法も併用して検討を進めた.本開発項目ではCNT合成技術に精通した専任研究者1名を担当とした.また,本プロジェクト専有のCNT実験炉として「CNT生成炉システム」を新規に設計・購入した.なお、主な内訳は、電気炉、電源、架台、炉心管、フランジ一式、ガス量調整ユニット、ガス配管一式、ガス検知器である.加えて原料・触媒を反応炉内に導入する「CNT生成ユニット一式」,CNTを回収する「CNT回収ユニット」を設計・購入した.すなわち,炭素源(エタノール,メタノール,ベンゼン,トルエン,キシレン,デカリン,メタン,エタン,エチレン,アセチレン,他),生成温度(600℃?1400℃),触媒(フェロセン,硫酸鉄,酸化鉄,他),助触媒(チオフェン,他)等のCNT生成の条件,後処理工程(不純物除去(空気酸化,強酸処理),高結晶化(2,000?3,000℃高温熱処理),他)を様々に変えて最適化を図ることにより,CNTの構造制御法を確立し,不純物(残留触媒,アモルファスカーボン)の少なくかつ高結晶の単層カーボンナノチューブ(SWCNT),二層カーボンナノチューブ(DWCNT),多層カーボンナノチューブ(MWCNT),グラフェン等の単独又は混合された綿状CNTユニットを得た.なお,得られたCNTの評価は,TEM観察(結晶性,純度,バンドル化),TG?DTA(純度)およびラマン分光測定(構造,結晶性)によって行った.
英文要約Development of new lightweight conductor consisting carbon bundle
(FY2011?FY2012)FY2011 Annual Report

Research and development Item #1
Improve the conductivity of CNT

We designed and purchased "furnace system generated CNT", "set generation unit CNT" and "recovery unit CNT". Utilizing these equipment, a method for controlling the structure of the CNT was established and SWCNT, DWCNT, MWCNT, such as graphene were obtained and measured by TEM, Raman spectroscopy, TG-DTA.
We improved conductivity of CNT yarn, by doping of different elements and intercalation.


Research and development Item #2
Lengthening of CNT conductor 

We designed and purchased "prototype winding line CNT"(0.5m winding amount) for the recovery of small winding directly from CVD synthesis of CNT, "manual wire twisting device CNT" (0.5m length twisting) and "a set of secondary processing equipment spinning". Utilizing these uquipment, we successfully synthesized the CNT yarn of 20cm including SWCNT, DWCNT and TWCNT and confirmed to improve the aggregate density CNT.


Research and development Item #3
Insulating and joint

Literature search was performed for CNT surface modification of functional groups of species needed to wire directly connected to each other CNT. Found a candidate material to do the film consisting only of such as graphite substrate binding SP2, to achieve interfacial adhesion strength, the uniformity of film. We examined in detail the interfacial interaction such as the electrical contact resistance and adhesion between copper&aluminum and the graphite interface consisting of only SP2 binding SP2.
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