韓経:鋼鉄より200倍強い「夢の新素材」生産…韓国企業がなし遂げた

By | March 2, 2021


グラフェンスクエアのホン・ビョンヒ代表がグラフェン素材生産装備を紹介している。[写真 グラフェンスクエア]
グラフェンスクエアのホン・ビョンヒ代表がグラフェン素材生産装備を紹介している。[写真 グラフェンスクエア]

グラフェンは炭素原子1層で作られた蜂の巣構造の素材だ。電気がよく通り熱伝導性が高く、引っ張り強度が鋼鉄の最大200倍に達する特性がある。厚さは紙の10万分の1と薄く柔軟な性質まで備え、「夢の新素材」と呼ばれる。

グラフェンスクエアはこうしたグラフェンを大量生産する装備の供給を目標に設立された会社だ。設立者のホン・ビョンヒ代表は2009年にグラフェン合成技術を世界で初めて開発した科学者として知られる。こうした技術はネイチャーなど有名学術誌に掲載された。彼は「世界のグラフェン市場規模は毎年65%ほど増え2025年には535億ドルに達するだろう。各種産業のゲームチェンジャー役になれるグラフェン素材開発でリードしている」と話した。

◇電気自動車のフロントガラスヒーター装置開発

グラフェンスクエアは化学気相成長法(CVD)を利用してグラフェンを量産する唯一の企業だ。CVD方式は銅などの触媒基板を高温で炭素ガスと反応させてグラフェンを合成した後に使う基板に転写する方法だ。グラフェンスクエアはここにホン代表が開発したロール・トゥ・ロール方式のグラフェン生産装備を利用し大量にグラフェンを製造する道を開いた。ロール・トゥ・ロール技術は新聞を印刷するようにグラフェンのすべての製造過程を一括生産ラインに入れて生産性を最大化した技術だ。

ホン代表は「高分子支持体を銅と合成されたグラフェンに貼り付け、エッチング液で銅を除去した後に再びグラフェンを高分子支持体から分離する技術。関連装備を海外の大学などに輸出もしている」と説明した。現在グラフェンスクエアの売り上げはほとんどがグラフェン合成と生産装備輸出から出ている。今年初めにイスラエルのテクニオン工科大学にCVD装備3台を販売した。

生産されたグラフェンの応用範囲は無尽蔵だ。グラフェンスクエアが最も速く商用化を控えた分野は電気自動車のフロントガラスに使われる透明ヒーターだ。透明ヒーターはフロントガラスフィルムにグラフェン素材を入れた後に熱を出すようにしてガラスに霜がついたりくもるのを防止する装置だ。ホン代表は「現在は電気自動車がガラスの前で熱風を作って霜を除去するのでエネルギー浪費が激しい。世界の自動車企業と協力して来年に本格生産を準備している」と説明した。

半導体露光装備に使われる極端紫外線(EUV)用ペリクル素材も開発中だ。半導体露光工程はパターンが描かれたマスクに透過させた光を利用してウエハーの上に回路を描く過程だ。ペリクルはマスクの上にかぶせられる薄膜で覆いの役割をする。ホン代表は「ペリクルが数億ウォンに達するマスクを保護するので半導体メーカーが導入しようとしているが、まだ世界市場でEUV用として完成された技術はない。極端紫外線透過率と機械的強度が優秀なグラフェン素材を利用してペリクルを作っている」と説明した。

二次電池バッテリー集電体にグラフェンを用いて充電容量と速度を高める技術も開発中だ。グラフェンの多層構造を簡単に突き抜けることができないという点を利用してディスプレー有機素材を水分・酸素から保護するディスプレー用薄膜封止や防弾服などにも活用できる。

◇「来年初めの技術特例上場目標」

世界的なグラフェン権威者に挙げられるホン代表は、ポステックで理学博士学位を取得しソウル大学化学科教授として在職中だ。2004年に米コロンビア大学キム・フィリップ教授研究室でポスドクとして働きグラフェンに開眼することになった。理論上で存在したグラフェンが初めて発見された時なので学界で商用化に対する関心が多かった。2009~2010年に学術誌にグラフェン生産技術を発表し、商用化にも成功した。その後世界有数の大学からサンプル提供要請が殺到し、専門的にグラフェンを生産する業者を設立することを決心した。2012年にソウル大学グラフェン研究室から分社してグラフェンスクエアを設立した。

グラフェンスクエアが注目されホン代表は上場も準備している。今年主幹事を確定する計画だ。彼は「来年初めに技術特例上場でKOSDAQ市場に上場することを目標にしている」と話した。



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