帝人と東京工業大学は、黒鉛結晶が層状に単一配向した楕円形状の断面を持つ高導電性カーボンナノファイバー(CNF)を開発した。こうした形状を持つCNFの開発は、世界で初めて。

今後、電気自動車向けのリチウムイオン電池をはじめとする二次電池・キャパシタなどの電極材料や電極添加剤、樹脂添加剤、燃料電池ガス拡散層などの電池用途や樹脂補強材など、多様な用途に向けて市場展開を進める。

今回開発した高導電性CNFは、直線性の高い構造で、その繊維長は20μm以上と従来のCNFの10倍以上で、電気抵抗が従来より30〜40%低い。また、製造工程で触媒を一切使わないため、高純度のCNFを製造することが可能。製法としては、世界で初めて化学繊維の一般的な製造方法である溶融紡糸法を用いているため、既存設備の活用が可能であるなどから、製造コストを抑えることが可能。

今回の開発で、CNFの低い電気抵抗性は、繊維の長さにのみ起因するのではなく、黒鉛結晶が層状に単一配向するという高度に発達した構造に起因していることも推察することができた。

また、数層のグラフェンがループを形成して繊維表面から高密度に露出していることから、化学反応しやすい特徴を持ち、従来の炭素繊維では困難だった樹脂などとの結合性向上や液状物質内での高い分散性を期待することができ、多様な用途への実用化を見込む。