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複合・新機能材料

グラフェンフラワーを用いた薄膜コーティング技術の研究開発によるフレキシブル透明導電フィルムの連続生産

兵庫県

株式会社インキュベーション・アライアンス

2020年4月13日更新

プロジェクトの基本情報

プロジェクト名 グラフェン薄膜コーティング技術の研究開発
基盤技術分野 複合・新機能材料
対象となる産業分野 医療・健康・介護、環境・エネルギー、自動車、情報通信、スマート家電、半導体、印刷・情報記録
産業分野でのニーズ対応 高機能化(新たな機能の付与・追加)、高性能化(耐久性向上)
キーワード グラフェンフラワー、高電気伝導性、柔軟性、透明性
事業化状況 研究実施中
事業実施年度 平成23年度~平成24年度

プロジェクトの詳細

事業概要

ウエアラブル(柔軟で身につけられる)なスマートフォンなどの携帯端末の実用化が具体化しつつあり、柔軟性に優れ、透明性と高電気伝導性を兼ね備えたグラフェンの実用化が期待されている。本研究開発ではグラフェンの持つファンデアワルス力により、直接PET樹脂フィルムにコーティングする技術を開発し、コーティング液とその低コスト生産方法、各種解析技術を提供可能にする。

開発した技術のポイント

グラフェンの持つファンデアワルス力により、直接PET樹脂フィルムにウエットコーティングする技術およびバインダーを添加した汎用的加工技術を開発する
(新技術)
・直接PET樹脂フィルムにウエットコーティングする技術を開発する
・バインダーを添加した汎用的加工技術を開発する
(新技術の特徴)
・コーティング液、ロールツーロールの低コスト生産方法、生産設備、各種解析術を、製品およびサービスとして提供可能にする

コーティングフィルム
具体的な成果

・数層グラフェンの積層数の低減
-グラフェンの厚みが1~10層まで、さらに1辺が10nm~50000nmの範囲で製造可能になった
・グラフェンの構造解析技術の検討
-TEm観察法により、グラフェンや黒鉛の積層状態をクリアに観察ができた
・ウエットプロセスによる成膜および成形技術の開発
-グラフェンの分散性の向上及びコーティングプロセスを最適化した

グラフェンの積層数と形状の制御
コーティングフィルムのFE-SEM
研究開発成果の利用シーン

・グラフェンフラワー分散液・グラフェンチューブ分散液のバージョンアップ品
・透明電極(スマートフォン・タブレット・太陽電池・液晶パネルなど)、電池電極(二次電池・キャパシタ・燃料電池など)、プリンタブルエレクトロニクス(導電インク・半導体インクなど)

実用化・事業化の状況

事業化状況の詳細

・有機正極活物質の開発
-最高600Ah/kgを越える容量密度を示す化合物を合成した
-最高800Wh/kgを越えるエネルギー密度を示す材料の開発にも成功した
-充放電を繰り返した際に容量の低下が少ない材料を検討した
-DFT計算による出力電圧の予想に成功した
-上記理論に基づき、出力電圧も3.0Vと高い活物質を開発した
・電池の作製
-電極作製法の最適化の検討を行った
-種々の電解質を用いた二次電池を試作した
-サイクル特性良好な二次電池の検討を行った

提携可能な製品・サービス内容

共同研究・共同開発

製品・サービスのPRポイント

・表面抵抗300Ω/□、光透過率88%の均一なコーティングかつ透明な導電フィルムの提供が可能となり、製品の高機能化に貢献
-グラフェンフラワーによるネットワークを形成した均一なコーティングフィルムを開発することができた
-表面抵抗が300Ω/□、光透過率も88%のフレキシブルな透明導電フィルムを開発することができた
・高濃度グラフェンフラワー分散液の提供が可能
-グラフェン(グラフェンフラワー)について、従来は1水準の数層グラフェンであったが、積層数で1~10層の範囲、形状で10~1000nmの範囲で3水準程度に層別、制御して製造することが可能である
-さらに、従来は0.05mg/mlの分散量であったが、分散性を維持しつつ、従来比100倍の5mg/mlの高分散量を実現することができた

今後の実用化・事業化の見通し

・ヨーロッパやアメリカが予想しているロードマップではグラフェンを用いた透明電極の本格実用化が行われたアプリケーションは概ね平成28年頃と記載されていることから、それに向けて実用化、事業化を進めていく予定であるが、市場の要求スペックが500Ω/□から100Ω/□以下に高度化している
・グラフェン自体の分散液販売、グラフェンチューブの高濃度品販売などのバージョンアップ品はEU・USAでの展示会に出展し、ターゲット顧客への訴求を行い、4月より売上を計上している

プロジェクトの実施体制

サポイン事業者 株式会社インキュベーション・アライアンス
事業管理機関 株式会社インキュベーション・アライアンス
研究等実施機関 国立大学法人大分大学
兵庫県立工業技術センター
株式会社魁半導体
株式会社SAI
公立大学法人兵庫県立大学

サポイン事業者 企業情報

企業名 株式会社インキュベーション・アライアンス(法人番号:8140001027401)
事業内容 炭素材料等の製造販売
社員数 20 名
本社所在地 〒652-0884 兵庫県兵庫区和田山通1-2-25 神戸市ものづくり工場D棟307号
ホームページ https://www.incu-alliance.co.jp/
連絡先窓口 業務室 メズィディッド奈那
メールアドレス mezdid@incu-alliance.co.jp
電話番号 078-651-1332