ガラス固体電解質により参照電極を密閉した新しいガスセンサの開発

开发带有玻璃固体电解质密封参比电极的新型气体传感器

• 批准号: 13750762
• 负责人: 青野 宏通
• 金额: $ 1.41万
• 依托单位: Ehime University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2001
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2001 至 2002
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-13750762/
• 关键词: ガスセンサー; 固体電解質; ガラス; Ni参照極; CO_2; Cl_2; NO_2

Na_2O-Al_2O_3-4SiO_2系Na+イオン伝導性ガラスをアルミナ基板上で一旦溶融させることにより参照極を完全に封じ込め、無機接着剤を使用せず参照電極を完全に密閉するセンサの開発を行っている。これにより非常に機械的強度の大きいセンサを作ることができ、また参照極へのガスの浸透による起電力のシフトを防ぐことができる。当初、Ptを参照電極として検討を行なったが、再現性(センサを作製する度に起電力値が異なる)や経時安定性(時間が経つと起電力が変化する)の問題があった。そこで、Niを参照電極として固体電解質ガラスに封じ込めCO_2ガスセンサへの応用について検討を行なったところ、以上のような問題点は克服され安定な起電力を示すセンサを得ることに成功した。これは固体電解質で封じ込められたNi電極表面にNiOが形成され、この平衡により酸素分圧が固定されるためであると考えられる。しかし、熱力学データより計算した値とかなり異なっており、実際にはさらに複雑な平衡により酸素分圧が固定されていることが示唆される。CO_2ガスセンサについては測定極の補助相としてNa_2CO_3を使用したが、NaClを用いた塩素ガスセンサについても検討を行ない、安定な起電力を得ることを確認した。このようにNi参照極を封じ込めたセンサは、測定極の補助相を違うものに変えるだけで検知ガスを様々な検知ガスに対応でき、硝酸ナトリウム等を用いたNOxガスセンサへの応用も可能であると考えられる。今後の研究により長期安定性についても検討を行なう予定である。

Na_2O-Al_2O_3-4SiO_2 system Na+イオン伝 conductive ガラスをアルミナ substrate once meltedさせるこThe とにより reference electrode is completely sealed and the inorganic bonded electrode is completely sealed using the せず reference electrode and is open and closed. The strength of the machine is very high.た Reference pole へのガスのsoaked による开电 のシフトを Prevention ぐことができる. At the beginning, the Pt reference electrode was made with high quality and reproducibility. There is a problem with the stability of the electric power (the time of the electric power changing).そこで、Niを reference electrode としてsolid electrolyte ガラスにsealed じ込めCO_2ガスセンサへの応用について検 Discussionを行なったところ、The above-mentioned のようなproblem points have been overcome and the power has been stable and the power has been successfully solved. The sealing of the solid electrolyte and the formation of NiO on the surface of the Ni electrodeされるためであると卡えられる.しかし、Thermodynamics データよりcalculationした値とかなりdifferent なっており、実记にはさらに富雑なbalance により acid element divided pressure がfixed されていることがshows instigation される. CO_2ガスセンサについてはMeasurement poleのauxiliary phaseとしてNa_2CO_3をUseしたが、Na Cl を Use the いた塩素ガスセンサについても検検椒行ない, stabilize the power をget ることをconfirm した.このようにNi refers to the extremely をsealed じ込めたセサは, and the measured extremely auxiliary phase をviolate うものに変えるだけで検知ガスを様々 It is possible to use いたNOxガスセンサへの応もであると卡えられる for いたNOxガスセンサへの応でき, nitric acid ナトリウム, etc. Future research on the long-term stability of the product will be carried out and the results will be determined.