エネルギー事象分野 岡崎研究室
大気圧プラズマプロセス
大気圧プラズマCVDによるカーボンナノチューブ合成
カーボンナノチューブ（Carbon Nanotubes : CNTs）は，その特異な電子的・熱的および機械的特性から，近年最も注目を集めている機能材料の一つといえます．我々はこのCNTsの合成に，大気圧プラズマCVD（Chemical Vapor Deposition）を用いています．大気圧下では，高い粒子間衝突頻度によってプラズマの反応性に起因する触媒やCNTsへのダメージを抑制することが可能となり，一般的な低圧プラズマCVDでは困難とされてきた単層CNTの合成に成功しています．現在はこの大気圧プラズマCVDを用いて，CNTs成長メカニズムの解明を目的として研究を行っています．
写真． 電極間の放電の様子
図． CNT配列のSEM（走査型電子顕微鏡）像
[研究成果]
[1] T Nozaki et al., A Pressure-dependent Selective Growth of Single-walled and Multi-walled Carbon Nanotubes using Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition, Carbon. Elsevier. Vol. 48. pp. 232. (2010)
[2] T Nozaki, et al., Carbon Nanotube Synthesis in Atmospheric Pressure Glow Discharge: A Review, Plasma Process. Polym. 2008, 5, 300-321
プラズマCVDによるシリコン量子ドットの合成
半導体はその大きさがnmオーダーという微小な領域になると、量子サイズ効果によりバンドギャップが拡大します。また、太陽電池において利用する事の出来る光の波長はバンドギャップによって決まります。このことから、半導体の粒子の大きさを厳密に制御する事が出来れば太陽光のスペクトルに合わせた太陽電池製造への道を開く事が可能になります。 我々はプラズマCVD法を用いてシリコン量子ドットの合成に取り組み、新世代の太陽電池開発を目指しています。
合成実験中の反応器
蛍光を示すSi量子ドット（365nmにて励起）
マイクロプラズマリアクターを用いたメタンの直接液体燃料化
我々は天然ガスの主成分であるメタンを、非平衡プラズマを用いて常温常圧で直接液体燃料に変換するための技術開発を行っている。
天然ガスの液体燃料化は貯蔵や輸送性の向上から注目されており、現在一般的であるパイプラインやLNGと比較して大幅な省エネルギー化、省資源化が期待できる。
Fig. Synthesis reactor
Fig. Liquid products yield
[研究成果]
[1] 日経産業新聞「メタンからメタノール常温合成」 （2009年10月14日掲載）
[2]特願2009-147043, 2009年6月19日出願
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