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

Autor/a

Marinel-lo Amat, Alexandre

Abstract

El grafeno, un alótropo del carbono, es el único material bidimensional que se puede fabricar en la actualidad. Desde su descubrimiento, se ha mostrado un gran interés por el grafeno en el ámbito científico e industrial debido a que presenta buenas propiedades mecánicas, ópticas, excelente conducción eléctrica y térmica, y flexibilidad.
Sin embargo, el corto período de existencia de los conocimientos de este material hace que los métodos de producción aún no sean óptimos. Aunque ya se han encontrado varios métodos para su producción, todavía no es posible fabricar grandes cantidades de grafeno en un solo proceso. Esto hace que el coste debido al tiempo de fabricación sea muy elevado, lo que encarece el material.
Uno de los métodos que ha demostrado una mayor eficacia y calidad para producir grafeno es la deposición química de vapor (CVD). Consiste en la adsorción de metano en la superficie de una lámina de cobre a alta temperatura y baja presión, lo que favorece la separación del hidrógeno del carbono al ser adherido el carbono a la superficie del cobre con una estructura hexagonal. Mediante el control de la temperatura, la presión y el tiempo, es posible obtener grafeno monocapa.
El objetivo de este trabajo es escalar el proceso ya desarrollado en el IQS que consiste en un reactor CVD para la producción de grafeno a nivel de investigación. En lugar de utilizar un reactor de tubo de cuarzo y un pequeño horno tubular, el nuevo diseño consiste en un reactor CVD metálico de tamaño medio automatizado por PLC, con el interés de producir grafeno monocapa de alta calidad.

 

Director/a

Colominas Guàrdia, Carles

Estudios

IQS SE - Máster en Ingeniería Industrial

Fecha

2021-07-18