環境にやさしい水溶性原料を用いた、低CO2排出なカーボンファイバーの革新的製造法
当社の森下卓也らがトヨタ自動車と共同で行った研究がNature Communicationsに掲載されました。
カーボンファイバー（CF）は軽くて強い次世代の材料で、さまざまな分野で使われています。現在は高い強度を得るために、ポリアクリロニトリル（PAN）という物質から作る方法が主流です。しかし、この方法には有機溶剤が必要であり、さらに熱に強い構造にするための加熱処理（耐炎化）に多大なエネルギーを使うため、CO2排出量の低減が課題となっていました。
本研究では、有機溶剤の代わりに水を使った重合と紡糸を可能とする水溶性原料「水溶性ポリアクリルアミド（aquaPAM®※）」を用いた、革新的な省エネルギー製造プロセスを提案しました。
この方法は、 aquaPAM®に少量のリン酸を加えることで、耐炎化の時間を約1/6に短縮し、CFへの変換収率も向上しました。得られたCFは、強度や弾性率が従来のPANベースのものと同等でありながら、製造時のエネルギーとCO2排出量を大幅に削減できるという利点があります。
この方法で作られるCFは、次世代モビリティの軽量・高強度化に貢献し、燃費向上とCO2削減に繋がるほか、環境配慮型素材としてエネルギー分野など広範な用途への展開拡大が期待されます。
※aquaPAMは豊田中央研究所の登録商標です。
タイトル: Carbon Fibre Production Using an Ecofriendly Water-soluble Precursor
著者: Morishita., T., Narita, M., Matsushita, M., Hayashida, K., Nomura, K., Taniguchi, S., Kikuzawa, Y., Sakakura, N., Tanaka, H., Katagiri, Y., Okamoto, A., Mouri, M., Mori, H., Kunitomo, A., Kawai, H., Shigemitsu, N.
掲載誌: Nature Communications
掲載日: 2025年5月17日
https://doi.org/10.1038/s41467-025-59841-9