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Development of field-effect type hydrogen gas sensors based on visible-light photocatalysts

基于可见光光催化剂的场效应型氢气传感器的研制

基本信息

批准号：
19K04430
负责人：
山口富治
金额：
$ 1.08万
依托单位：
Tokyo Denki University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2019
资助国家：
日本
起止时间：
2019-04-01 至 2020-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

可視光照射によるガス感度増強効果を利用した電界効果型水素センサデバイスを実現するために，ガス感応膜となる酸化タングステンに担持する貴金属触媒の組み合わせについて検討した．白金，パラジウム，銀の3種類の触媒を担持した感応膜は，紫色，青色，赤色LED光を同時に照射することによって，数百ppmの水素ガスの曝露に対して常温で抵抗変化を示した．しかしながら，一酸化窒素や二酸化窒素のような窒素酸化物の曝露による抵抗変化も可視光照射によって増強されてしまい，水素ガス選択性にやや問題があることが明らかとなった．一方で，銀触媒ではなく金触媒を担持した場合は，窒素酸化物の曝露による抵抗変化が抑制された．また，アンモニア，一酸化炭素，メタンに対しても顕著な抵抗変化は生じず，優れた水素ガス選択性を示した．さらに，銀触媒の場合と比較して水素ガスに対する感度も高く，400 ppm以上の水素ガスに対して実用上十分な応答が得られた．以上のことから，白金，パラジウム，金の組み合わせが担持する貴金属触媒として有望であることが示された．また，LEDの発光色がガス応答に与える影響を評価した結果，紫色のような短波長の光は，特に銀触媒を用いた場合に水素や窒素酸化物に対するガス感度を増加させることが明らかとなった．このことから，短波長の光による酸化タングステンの光触媒効果によって，銀粒子表面への酸素吸着が促進されている可能性が示唆された．それに対して，金触媒の場合は紫色光のみでは水素ガス感度の増強効果はあまり得られず，紫色 + 青色 + 赤色の光や白色光を照射した場合に水素ガス感度が向上した．このことから，短波長の光だけでなく，緑色や赤色といった比較的長波長の光も水素の解離吸着や水分子の生成反応に寄与している可能性が示唆された．

The light can be irradiated and the sensitivity is enhanced. The sensitivity is enhanced by the use of fruit-type water in the world of electricity. The film is acidified and the film is acidified to carry the metal catalyst. Platinum, diamond, green, green, purple, cyan. Red LED light simultaneously irradiates the temperature field, hundreds of ppm of water, exposure temperature, room temperature, temperature The catalyst, the gold catalyst, the asphyxiant acid, the exposure, the resistance, the inhibition, the chemical, the carbon, the chemical, the water, the water, the sex, the sensitivity, the sensitivity. It is expected to show excellent performance when using 400 ppm or more water, platinum, gold, metal catalyst and metal catalyst, the results show that the color response of LED light and color is good, and the results show that the short-wave long-wave phosphor is purple. A special catalyst is used to increase the sensitivity of water, asphyxiate, asphyxiant, asphyxiate, asphyxiate, asphyxiant, asphyxiant, asphyxiate, asphyxiate, The gold catalyst combines the purple light, the sensitivity of water, the sensitivity of water, the sensitivity of purple, cyan, red, white light, water, water, purple, cyan, red, white light, purple, blue, blue, red, blue, blue, red, white, blue, red, white, blue, blue, red The long-wavelength photoluminescence of red light absorbs water molecules to form a negative correlation with the possibility of instigating water.