Scale-up and automation of a CVD reactor for graphene production

Autor/a

Marinel-lo Amat, Alexandre

Abstract

El grafè, un al·lòtrop del carboni, és l'únic material bidimensional que es pot fabricar en l'actualitat. Des del seu descobriment, s'ha mostrat un gran interès pel grafè en l'àmbit científic i industrial pel fet que presenta bones propietats mecàniques, òptiques, excel·lent conducció elèctrica i tèrmica, i flexibilitat.
No obstant, el curt període d'existència dels coneixements d'aquest material fa que els mètodes de producció encara no siguin òptims. Encara que ja s'han trobat diversos mètodes per a la seva producció, encara no és possible fabricar grans quantitats de grafè en un sol procés. Això fa que el cost degut al temps de fabricació sigui molt elevat, la qual cosa encareix el material.
Un dels mètodes que ha demostrat una major eficàcia i qualitat per a produir grafè és la deposició química de vapor (CVD). Consisteix en l'adsorció de metà en la superfície d'una làmina de coure a alta temperatura i baixa pressió, la qual cosa afavoreix la separació de l'hidrogen del carboni en ser adherit el carboni a la superfície del coure amb una estructura hexagonal. Mitjançant el control de la temperatura, la pressió i el temps, és possible obtenir grafè monocapa.
L'objectiu d'aquest treball és escalar el procés ja desenvolupat en l’IQS que consisteix en un reactor CVD per a la producció de grafè a nivell de recerca. En lloc d'utilitzar un reactor de tub de quars i un petit forn tubular, el nou disseny consisteix en un reactor CVD metàl·lic de grandària mitjana automatitzada per PLC, amb l’interès de produir grafè monocapa d'alta qualitat.

 

Director/a

Colominas Guàrdia, Carles

Estudis

IQS SE - Màster en Enginyeria Industrial

Data

2021-07-18