【物理】驚異の素材グラフェンに陽子透過性、燃料電池に応用期待 [11/27]©2ch.net

驚異の素材グラフェンに陽子透過性、燃料電池に応用期待 研究
http://www.afpbb.com/articles/-/3032887
AFP　2014年11月27日 17:36　発信地：パリ/フランス


【11月27日 AFP】世界最薄だが超強力な驚異の素材「グラフェン（Graphene）」
の不浸透性に極小の抜け穴を発見したとの研究論文が26日、英科学誌ネイチ
ャー（Nature）に掲載された。

グラフェンに関する研究で2010年にノーベル物理学賞を受賞した物理学者、ア
ンドレ・ガイム（Andre Geim）氏率いる研究チームは、あらゆる種類の気体や
液体を通さないことで知られるグラフェンが、プロトン（陽子）と呼ばれる粒
子を通過させる様子を見て驚いたと話している。

研究チームはこの予想外の発見を、従来型電池に代わる無公害の燃料電池開発
への突破口になる可能性を秘めたものと称賛。小さな抜け穴だが極めて重大な
発見と位置づけている。

今回の研究に参加した英マンチェスター大学（University of Manchester）は、
「燃料電池などの水素を基にした技術には、水素原子から電子が離れた陽子
のみを通過させる障壁物質が不可欠なので、今回の発見は同技術に革命をもた
らすかもしれない」と声明で述べている。陽子は中性子とともに、物質の基本
構成要素である原子の原子核を構成している。

人毛より何倍も薄く、わずか原子1個分の厚みしかないグラフェンは、鋼鉄よ
り強く、最小原子の水素に対しても障壁として機能するため、不浸透性の被覆
材や包装材に最適の材料となる。

実験で陽子が原子や分子と同様にグラフェンにはね返されるかどうかを調べた
研究チームは、「既存理論の予測では、陽子の透過性は水素原子と同等とされ
ているので、陽子も当然ブロックされるに違いないと予想していた」と声明で
述べた。

「予想に反して、陽子は特に高温状態でグラフェンの超薄板結晶を驚くほど簡
単に通過した」

この結果を受け、グラフェンは、高効率の燃料電池技術のカギとなるプロトン
（陽子）伝導性膜の有力候補となったとチームは述べている。燃料電池には、
陽子だけを通過させて他の粒子を通さない薄膜が不可欠なためだ。

一部の電気自動車や非常用発電機などに用いられている電池の一種である燃料
電池は、酸素と水素を燃料として使用し、化学エネルギーを電気に変換する。

論文の共同執筆者、フー・シェン（Sheng Hu）氏は「グラフェンは、極めてシ
ンプルである上、等しく前途有望と思われる。最近では面積1平方メートルのシ
ート単位で生産できるので、市販の燃料電池にすぐにでも応用可能になると期
待している」と話した。


原論文：
Proton transport through one-atom-thick crystals : Nature : Nature Publishing Group
http://www.nature.com/nature/journal/vaop/ncurrent/full/nature14015.html

無理に利用すると大変な事態になりそうｗ

よーしパパ車買っちゃうぞー

>人毛より何倍も薄く、わずか原子1個分の厚みしかないグラフェンは

髪の毛って原子数個分の太さしかないんだ。
どうりで薄いと思った。w

イギリスのお菓子っぽい

陽子ちゃんの何が透け透けなんですか？

やっぱりグラフェンを真空中でばさばさやると水素が
飛び出てくるんじゃん

でっかい電子の雲まとってないんだから
炭素原子のスカスカの編み目くらい、そりゃ透過するだろと思うんだが

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　　　　　　　　　　　＼ (´･ω･`)また髪の話してる...
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てか銭湯でかびくさいタオルをばさばさやってる人見かけたときに
思いついたんでしょ

マクスウェルの悪魔が真っ先に思い浮かんだ。

商品化第一号
グラフェン・コンドーム　岡本理研

トンネル効果？？

電子同士で反発するから抜けられないんかな？

炭素に限らず、原子を思い通りに組み合わせ結晶化する技術って
奇跡的な特性を持つ物性応用製品を生み出す可能性を秘めてるわ。

ＬＥＤ、レーザー、燃料電池、太陽電池パネル、機能膜、などなどの改良
核融合だって可能かもな。

>>16
じつは反重力な物質も合成されているけど世界中の実験室の天井に張り付いてだれも発見してないとかあるかもな

尻穴に貼ったらどうなるか理系の人おしえてください

グラフェンの研究は日本は遅れてるイメージあるなぁ。日本人が発見したんじゃないから残念だね。

>>19
類似系のフラーレンやカーボンナノチューブなどは日本人研究の十八番だぜ
毎年トムソン・ロイターとかでノーベル物理学賞候補者にもあがっているし

http://www.nature.com/nature/journal/vaop/ncurrent/fig_tab/nature14015_ft.html
http://www.nature.com/nature/journal/vaop/ncurrent/fig_tab/nature14015_F2.html

グラフェンよりも窒化ホウ素の方が透過性は桁違いに高いようだけど
なぜ>>1の記事はグラフェンだけの紹介になってるの？

論文の本文は読めてないから、そこに何か窒化ホウ素の欠点が書いてるのかな？

>>1
> 人毛より何倍も薄く、わずか原子1個分の厚みしかないグラフェン

「何倍も」ってレベルじゃねーぞ！

70ミクロン÷335ピコメートル＝208955倍

>>21
http://www.nature.com/nature/journal/vaop/ncurrent/fig_tab/nature14015_F2.html

この左の図だと温度上げるほどhBNに近付いて優秀になって行くみたいね
単層グラフェンって何Kまで実用に耐えるんだろうね？

棒と玉で作った分子模型をイメージすれば、
「六角網の隙間を陽子が通り抜けるくらいは当然だろｗ」
という感じで驚きも無いが、そもそもイメージが間違ってるんだろうな。
正しいイメージは［六角網形に並んだ電子雲］で、穴なんて無い。

窒化ホウ素は絶縁体だから
いくらモノレイヤーでも「プロトンは通すが電子は通さない」となり
電池のセパレータには使えない

とかなのかな？

>>23
グラフェンは単層でも耐熱性高いよ。
ただ、わずか30℃の変化で10倍近く導電率が変化するんじゃ
かえって使いにくそう

>>24
http://www.nature.com/nature/journal/vaop/ncurrent/fig_tab/nature14015_SF6.html
http://www.nature.com/nature/journal/vaop/ncurrent/images/nature14015-sf6.jpg

H＋とOH-のサイズの差かな
D+やT+も通さない気がする

単独の電子も通さないのかね

陽子が通れるのだから電子だって通行が可能ですよ

ノーベル賞級？

>>28
だとするとH+を分離する用途に使えるのか？と思ってしまうんだが

水素イオンと重水素イオンを濾過して分けるのに使えないかな？

>>16
原子を自由に構成する技術と原子そのものを構築する核融合では
物凄い差があるぞ

>>24
その電子雲に穴が開いてるんだろ。

＞人毛より何倍も薄く

また毛の話をしている(´・ω・｀)

てか磁力があると陽電効果で核子半径が広がるんだから陽子が押し出され
やすくなるんじゃん

田中陽子ええな

siliceneの研究は進んでるの？

>>37
不安定過ぎて使い物にならないだろ

高分子膜と比べてコスト的にどうなんだろうね
生産の規模にもよるだろうが

これでヅラ作れば最強やね

2014/10/15
【化学】画期的な蓄電池を発明　容量の70％をわずか2分で充電/シンガポール　南洋理工大学
http://anago.2ch.net/test/read.cgi/scienceplus/1413337962/

ウラン235と238のような同位体を分離濾過する膜として使えないか？

>>20
同感。炭素繊維とかグラフェンとかはむしろ日本の十八番分野

グラフェンの単結晶で３０センチ直径のものができたらと夢想する。

2014/12/15
【技術】東北大、貴金属触媒を使わないグラフェンの水素発生電極を開発(c)2ch.net
http://anago.2ch.net/test/read.cgi/scienceplus/1418654401/

【ノーベル賞】2010年のノーベル物理学賞は「二次元グラフェン」の発見に対してイギリスの２氏に
http://toki.2ch.net/test/read.cgi/scienceplus/1286272838/
【物性】電子の移動速度を損なうことなく電流を遮断できるグラフェン「Barristor」を活用した新しいトランジスタ構造を開発−サムスン
http://anago.2ch.net/test/read.cgi/scienceplus/1337785073/
【材料/物理】イオン性分子を塗布して、グラフェンを半導体化できることを理論的に提示／筑波大など
http://anago.2ch.net/test/read.cgi/scienceplus/1354412232/
【材料】超臨界流体を用いたグラフェン量産化技術を開発
http://anago.2ch.net/test/read.cgi/scienceplus/1358339855/
【材料】驚異のナノ材料「グラフェン」、台所で作れる新手法を開発 国際研究
http://anago.2ch.net/test/read.cgi/scienceplus/1398093413/

2012/06/08
【物性】ケイ素版グラフェンこと「シリセン」をSiウェハ上に作製　sp3結合による座屈構造を調整してバンドギャップの導入が可能−JAIST
http://anago.2ch.net/test/read.cgi/scienceplus/1339125939/
2014/12/25
【半導体】東北大、グラフェンを越える新材料シリセンの基盤電子構造を解明(c)2ch.net
http://anago.2ch.net/test/read.cgi/scienceplus/1419507894/
http://news.mynavi.jp/news/2014/12/25/047/images/001l.jpg