電気化学式ガスセンサーの劣化原因の究明に関する研究

電気化学式(定電位電解)式センサの劣化の主原因は電極の特性変化であると考えられている。しかし、これまでに電極表面の解析に適切な分析法が使えず、情報の蓄積が少なかったが本校に最新鋭のESCA装置が導入され、センサの電極表面の解析とセンサ出力の劣化に関研究を報告する。今回は、センサの金電極上のカーボン生成が、センサ出力の低下と関連すると予想されため、次の3種の電極について検討を行った。1.新品電極;センサーに一度も組み込んでいない電極。2.2年経時電極;2年間経時試験した電極、センサ出力は初期の50%を維持。3.クレームセンサの電極;現場でセンサ出力感がゼロ近くなったセンサの電極。「新品電極」と「2年経時電極」では、ESCAの光電子スペクトルからはAu(金)、C(カーボン)、F(フッ素)のピークが確認された。しかし、CやFは最表面のみであった。一方、現場で感度低下を起こしたセンサの電極では、深さ方向にもCやFが多く存在することが確認でき、他の2種類の電極との明らかな違いが見い出せた。今後の計画としては、各種の有機溶媒添加によるカーボン生成の確認(電気化学測定)、カーボン生成が容易な蒸気雰囲気でのセンサ経時特性評価(ガス出力測定)、総合検討;センサの出力劣化の対策の検討を予定としている。

電気化学式(定電位電解)式センサの劣化の主原因は電極の特性変化であると考えられている。しかし、これまでに電極表面の解析に適切な分析法が使えず、情報の蓄積が少なかったが本校に最新鋭のESCA装置が導入され、センサの電極表面の解析とセンサ出力の劣化に関研究を報告する。今回は、センサの金電極上のカーボン生成が、センサ出力の低下と関連すると予想されため、次の3種の電極について検討を行った。1.新品電極;センサーに一度も組み込んでいない電極。2.2年経時電極;2年間経時試験した電極、センサ出力は初期の50%を維持。3.クレームセンサの電極;現場でセンサ出力感がゼロ近くなったセンサの電極。「新品電極」と「2年経時電極」では、ESCAの光電子スペクトルからはAu(金)、C(カーボン)、F(フッ素)のピークが確認された。しかし、CやFは最表面のみであった。一方、現場で感度低下を起こしたセンサの電極では、深さ方向にもCやFが多く存在することが確認でき、他の2種類の電極との明らかな違いが見い出せた。今後の計画としては、各種の有機溶媒添加によるカーボン生成の確認(電気化学測定)、カーボン生成が容易な蒸気雰囲気でのセンサ経時特性評価(ガス出力測定)、総合検討;センサの出力劣化の対策の検討を予定としている。