硫化和氮化技術為未來材料創新鋪路－德克塞爾公司在無機材料領域的突破

半世紀的無機材料技術專業經驗

半個多世紀以來，德克塞爾斯一直致力於無機材料合成技術的研發，並將其作為材料開發的核心競爭力之一。基於這項技術，我們創造了許多創新產品，包括磁頭用鐵氧體磁芯、PZT壓電材料、特殊玻璃薄膜、鋰離子電池正極材料和顯示器螢光粉。

硫化和氮化技術－工程化新型材料以超越傳統無機化合物的局限性

隨著研究界越來越接近氧化物材料的性能極限，Dexerials 積極開發由硫與氮組成的多陰離子材料，以創造傳統材料無法達成的新功能。
多陰離子材料是含有兩種或以上不同陰離子（電負性或帶負電的離子）的化學化合物，例如硫化物和氮化物氧。傳統上，氧化物因其穩定性與可擴展性，廣泛應用於陶瓷、半導體及催化劑中。然而，氧化物基材料已達到高度成熟，多陰離子材料正逐漸成為一種有前景的替代方案，能夠超越氧化物。

例如，傳統的用於人工光合作用的光催化劑——即在陽光下分解水產生氫能的材料——通常只利用紫外光，儘管可見光才是太陽光的主要組成部分。事實上，可見光和紅外光約佔太陽光的95%，而紫外光僅佔少數。因此，使光催化劑對可見光有反應對於提高太陽能利用率至關重要。為了應對這項挑戰，Dexerials公司正在開發新型人工光合作用材料（光催化劑），他們將硫化和氮化技術應用於氧化物催化劑，從而利用可見光實現更高效的人工光合作用。

基於硫化和氮化的材料設計不僅是一種有前景的方法，可以超越現有材料的性能極限，而且還能解鎖全新的功能可能性。
開發此類尖端材料需要劇毒且易燃的反應氣體，例如硫化氫 (H₂S) 和氨 (NH₃)，因此 Dexerials 建立了大規模生產設施，能夠安全穩定地處理這些高風險氣體，同時還能擴大這些材料的實際應用規模。
此外，為了簡化基礎實驗階段的工作，我們正在開發能夠靈活、有條件地控制反應氣體處理和燃燒環境的設備。這項技術基礎設施將為探索新型無機材料奠定基礎。

新材料開發中的浸泡性能－氣流爐的設計與優勢

在硫化和氮化材料的合成中，煅燒溫度控制和均勻的氣氛氣體分佈對材料特性有顯著的影響。當使用硫化氫和氨等高活性氣體時，這一點尤其重要，因為這些氣體需要先進的控制措施。在這種情況下，爐體設計直接影響反應的均勻性和安全性。

Dexerials公司擁有專為氣流法優化設計的爐體，其設計能夠在控制反應氣體流量的同時，實現高度均勻的溫度控制。這些爐體提供大面積且均勻加熱的區域，無論坩堝的排列方式如何，都能維持穩定的溫度和氣體環境。這確保了對多個樣品進行一致的熱處理，並透過最大限度地減少材料性能的差異，實現了高度可重複的合成。

此外，我們的爐子設計靈活，可實現高度靈活的樣品擺放。例如，它們支援組合測試——即同時評估不同條件——透過容納多個小型陶瓷容器（坩堝）。這使得同時評估各種成分和燒成條件成為可能（見左圖）。

這些爐子還可以容納更大的坩堝進行批量合成，從而能夠對後續階段進行規模化評估（見右圖）。

Dexerials公司建立了一套涵蓋整個製程的整合系統，從前驅體合成和煅燒到後處理和表徵。該系統能夠在單一設施內實現從早期探索到大規模生產條件的最佳化。它為重視均一性和可重複性反應的學術界和研發機構提供了寶貴的研究基礎設施。

利用硫化和氮化技術開發新材料的一項重大挑戰是在有毒氣體存在的情況下於高溫下進行合成。特別是，該製程需要在高溫下處理硫化氫和氨氣等劇毒且易燃的氣體，這需要先進的設備和精密的管理系統來進行精確控制。 Dexerials 的設備能夠解決這些問題，從而實現大規模生產中反應氣體的安全可靠處理。

硫化物和氮化物材料的實際應用－開發為螢光粉和光催化劑材料

Dexerials 的硫化和氮化技術已經取得了一些成功成果。

我們於2021年推出的顯示螢光粉薄膜採用高發光效率的硫化物基綠色螢光粉。其優異的性能因其能夠提升影像品質和實現更薄的顯示器而備受讚譽。

此外，我們從第二屆（2021-2030 年）開始參與人工光合作用化學過程技術研究協會（ARPChem），並正在推動人工光合作用的研究和發展。
ARPChem是一個研究聯盟，其目標是建立人工光合作用化學技術，以實現無二氧化碳氫氣生產。 ARPChem由多家企業和研究機構合作組成，負責開發光催化材料。該聯盟透過建造水分解裝置和進行安全評估，旨在建立人工光合作用技術的實際應用基礎。

在這個計畫中，Dexerials致力於提高利用太陽能分解水和氫氣生產的效率，從而提高永續能源轉換的效率。
有關此項目的更多詳細信息，請參閱這篇文章。
利用二氧化碳及其他資源生產塑膠原料的技術開發 | NEDO綠色創新基金項目

硫化物和氮化物材料的產學研合作研發－尋求合作方

為了協助實現2050年碳中和社會的目標，德克塞爾公司目前正致力於開發可用於能源領域的新型功能材料。我們著眼於更廣泛的應用，例如太陽能轉換材料和感測器，推進材料設計，從而為硫化物和氮化物材料開闢新的應用前景。

在材料開發方面，Dexerials 建立了一套系統，利用其設施和專業知識與技術開發人員合作，解決諸如「我們希望預處理的材料品質變化最小的樣品」、「我們無法創建一個考慮到安全性的實驗環境」以及「我們希望同時對多種成分進行實驗以提高效率」等問題。

Dexerials 正在尋找研發合作夥伴，共同應對技術挑戰，攜手塑造材料的未來。我們渴望與大學及其他企業合作，共同開發創新解決方案，以應對全球社會問題。

我們誠摯邀請研究人員加入我們，利用我們安全、可擴展且可組合應用的技術基礎設施，共同應對挑戰，創造新型功能材料。歡迎隨時聯絡我們，探討合作機會。

致對硫化和氮化技術有興趣的研究人員和工程師

Dexerials 積極推動基於硫化和氮化材料的研究和開發中的開放式創新。

我們的目標是與大學、研究機構和致力於研發新材料的公司合作，創造具有社會意義的創新。

如有任何技術問題或想討論潛在方案，請隨時與我們聯繫。
請在此處聯絡我們