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東レは5月19日、炭素繊維複合材料の熱伝導率を金属材料と同等レベルまで向上させる高性能伝熱技術を開発したと発表した。この技術は、材料の内部で発生した熱を内部経路を通じて外部に効果的に伝達し、移動輸送部門におけるバッテリーの劣化を遅らせるのに役立ちます。

軽量かつ高強度で知られる炭素繊維は、現在、航空宇宙、自動車、建設部品、スポーツ用品、電子機器の製造に使用されています。合金材料と比較すると、熱伝導率は常に欠点であり、科学者は長年にわたってその改善を目指してきました。特に、相互接続、共有化、自動化、電動化を提唱する新エネルギー車の開発が盛んに行われている中で、炭素繊維複合材料は関連部品、特にバッテリーパック部品の省エネと軽量化に不可欠な力となっています。したがって、CFRPの欠点を補い、CFRPの熱伝導率を効果的に向上させることがますます緊急の課題となっています。

以前、科学者たちはグラファイトの層を追加することで熱を伝導しようと試みていました。ただし、グラファイト層は亀裂、粉砕、損傷が起こりやすく、炭素繊維複合材料の性能が低下します。

この問題を解決するために、東レは高硬度の多孔質CFRPと短絡した炭素繊維の三次元ネットワークを作成しました。具体的には、グラファイト層を多孔質CFRPで支持・保護して熱伝導構造を形成し、その表面にCFRPプリプレグを積層することで、従来のCFRPでは達成が困難であったCFRPを上回る熱伝導率を実現しています。一部の金属材料でも機械的特性に影響を与えません。

東レでは、熱伝導経路であるグラファイト層の厚さや位置を自由設計することで、部品のきめ細かな熱管理を実現しました。

東レはこの独自の技術により、CFRPの軽量・高強度の利点をそのままに、電池パックや電子回路からの熱を効率よく逃がします。この技術は、移動交通、モバイルエレクトロニクス、ウェアラブルデバイスなどの分野での利用が期待されています。