2022年度公募 seeds-2462 - 【中部】 脱炭素社会を実現する革新的カーボンナノチューブ強化プラスチックの創出
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VISION

ビジョン

「カーボン」ナノチューブを活かして,脱「炭素」を実現する

革新的な「材料開発」により脱炭素社会の構築に貢献する

本研究はSDGsやゼロエミッションが注目される中で、自動車を筆頭とした輸送機体の省エネ化とCO2排出量削減や、ドローン業界の新産業分野の発展に貢献します。さらには、メタン分解CNTの採用によりカーボンフリー・水素社会の構築にも寄与します.つまり、本研究は社会生活に大きなインパクトを与える可能性を秘めた、国民のみならず人類にとって意義深い研究開発となります。

USE CASE

最終用途例

高性能・安価・カーボンニュートラルなCNT強化プラスチックを自動車・ドローン分野等、幅広い分野へ

USE CASE 01次世代省エネ構造材料

APPLICATION

APPLICATION

軽くて強く、脱炭素に貢献する構造材を安価に

軽量・高弾性率・高強度・カーボンニュートラルなメタン分解CNT強化プラスチックを自動車等の輸送機体の構造材として用いることにより、次世代レベルの省エネ化とCO2排出量削減を安価に実現します。

USE CASE 02電磁波シールド

APPLICATION

APPLICATION

軽くて強いだけではなく、危ない電波も遮蔽

メタン分解CNT強化プラスチックを構造材として用いることにより、自動車やドローン等の機器を誤作動させる電波の遮蔽も実現します。

STRENGTHS

強み

CNTの超良分散

STRENGTHS 01

独自のCNT分散技術

CNTへのダメージが少ない高効率な物理分散技術(解砕処理)および計算化学に基づいた化学分散技術により、CNTを溶液中ひいてはプラスチック中に超良分散させられます。

TECHNOLOGY

テクノロジー

独自の高効率物理分散技術および革新的化学分散技術

TECHNOLOGY 01

物理分散技術によるCNT良分散液の作製

湿式ジェットミルを用いて、フィラー(大抵の場合は凝集している)と溶媒から成る混合液をジェット流速で細管中に流すことにより、凝集したフィラーを短時間で解砕し、溶媒中に良分散させることが可能です。本研究ではこの湿式ジェットミルにより、通常のCNT混合液に比べCNT分散状態が格段に高いCNT良分散液を作製することができます。

TECHNOLOGY 02

化学分散技術によるCNT超良分散液の作製

物理分散技術によって作製したCNT良分散液に、計算化学に基づいた独自の手法によってテーラーメイドで調整した分散剤を極微量添加することにより、CNTを分散状態を格段に向上させることができます。また、このCNT超良分散液とプラスッチックを湿式で混ぜ合わせることにより、CNTが超良分散したCNT強化プラスチックを創出することが可能となります。

PRESENTATION

共同研究仮説

メタン分解CNT製造およびそれを樹脂と複合させた材料の応用に関心を有する企業と社会実装する

共同研究仮説01

メタン分解CNT複合高分子材料の実用化検討

本研究で開発する材料を,実際の構造材料として実用化させます

二酸化炭素を排出させずに固体炭素として回収しながら水素製造(メタン分解法)することを検討している企業と連携していきたいと考えています。また、固体炭素をCNTとして回収する手法も確立しつつありますので、それを高分子複合材料として構造材料に用途展開することに対して興味を持つ企業との連携を希望します。

EVENT MOVIE

イベント動画

RESEARCHER

研究者

内藤圭史 東海国立大学機構 岐阜大学 
機械工学科(助教)

経歴

2014年       岐阜大学大学院工学研究科 博士課程修了
2014年~2015年  University of Washington Research Associates
2015年~現在  岐阜大学工学部機械工学科 助教
研究者情報(researchmap): https://researchmap.jp/7000014203/?lang=japanese

研究者からのメッセージ

「CNT強化プラスチック」をはじめとする”CNT複合高分子材料”の実用化に向けて

炭素繊維強化プラスチック(CFRP)の更なる需要拡大は明白な状況ですが、炭素繊維(CF)の製造コストの高さとCFRPにおけるCF必要量の多さがその速度を抑制しています。代替策の1つとして、CNTの使用(CFに比べ少量で高い効果が得られる)も検討されていますが、CNTもやはり高コストであるうえ、分散状態が悪いと十分な複合効果が得られず、製造時に排出されるCO2量が多いという課題もあります。
本研究ではCO2を排出しない水素製造の副産物として大量に得られるCNT(メタン分解CNT)に独自の分散技術を適用することにより、高価かつ高環境負荷な既存品とは一線を画し、安価でありながらカーボンニュートラルを実現する革新的CNT強化プラスチックを創出します。
実用化に向け、研究を一緒に進めてくださる企業様を募集しています。