排ガス監視用高性能マルチアレイ車載センタの開発

高性能多阵列尾气监测车载中心的开发

• 批准号: 07F07071
• 负责人: 三浦 則雄
• 金额: $ 1.41万
• 依托单位: Kyushu University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2007
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2007 至 2008
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-07F07071/
• 关键词: イオン導電体; 安定化ジルコニア; NOxセンサ; NH_3センサ; トータル炭化水素; 混成電位; 車載センサ; 排ガスセンサ; 車載センサング

自動車排ガス中の大気汚染物質を低減させるために、自動車排ガス処理システムを制御および監視できるセンサが望まれている。本研究では、検知極材料の探索およびその構造を検討することにより、自動車排ガス中の窒素酸化物(NOx)、炭化水素(HC)およびアンモニア(NH_3)を高感度かつ選択的に検知できる検知極を見出し、これらのガスを同時検出可能な車載用YSZ系マルチアレイセンサの研究を進め、本年度は以下のような成果を得た。1)NH_3センサの応答特性:新たに見出したNiO/Au系積層型検知極素子の応答特性を調べたところ、20〜100ppmの濃度範囲でNH_3を高感度、高選択的に検知できることがわかった。また、NH_3感度は共存する水蒸気の影響をほとんど受けず、作動させた約2ヶ月間安定であることがわかった。2)Ni-Co系検知極の検討:高温でNO_2を検知できることを見出しているNiO検知極のさらなる特性改善を目指して検討した。その結果、Ni_<1-x>Co_xO固溶体検知極が800℃において、固溶体組成によってNO_2を高感度または高選択的に検知できることがわかった。これは、気相触媒活性や電気化学反応活性を制御できたためであると考えられる。3)トータルHC濃度の測定:Zn系酸化物を検知極に用いたセンサ素子を作製し、そのガス応答特性について評価したところ、ZnCr_2O_4検知極が作動温度550℃においてHCに対して選択的に応答した。この時、ガス感度は共存するCO_2、水蒸気および酸素の各濃度変化にほとんど影響されずに安定に作動した。また、種々のHCに対する感度は炭素数に比例し、数種類のHCを混合したガスに対する感度がトータルHC濃度に比例した。さらに、検知極にYSZ厚膜層を付加して積層構造とすることで、応答特性が大幅に改善されることがわかった。

Automobiles emit large amounts of pollutants and reduce them. Automobiles emit large amounts of pollutants.スdeal with システムをcontrol および surveillance できるセンサが看まれている. The purpose of this study is to explore the structure of Zhiji Materials and the automatic vehicle exhaust system. NOx, carbonized hydrogen (HC) and NH_3 The high-sensitivity かつselected に検知できる検知极を见出し, これらのガスを simultaneously 検出possibilitiesな车It carries the YSZ system's new research progress and the following results of this year's research. 1) NH_3 センサの応 Features: New たに见したNiO/Au series stacked type 検知polar element の応を Adjustmentところ, 20~100ppm concentration range, NH_3をHigh sensitivity, high selection, に検知できることがわかった.また、NH_3 sensitivity は coexistence する水vapor気のeffect けず、action させた stabilizes であることがわかった. 2) Ni-Co series 検知极の検 Discussion: High-temperature でNO_2 検知できることを见出しているNiO 検知极のさらなる Characteristics improvement して検 Discussion した.そのRESULTS、Ni_<1-x>Co_xO solid solution検知极が800℃において、solid solution The body composition is によってNO_2をhigh sensitivity and high selection of に検知できることがわかった.これは, 気 phase catalytic activity and 気 chemical reaction activity are controlled by できたためであると卡えられる. 3) Determination of the HC concentration of Tetrahydrochloride: Zn-based acid compound, Zn-based acid compound, produced by Zn-based acid compound, Zn-based acid compound, and the properties of Zn-based acid compounds. The operating temperature of ZnCr_2O_4 is 550℃, and the operating temperature of HC is 550℃. The various concentrations of CO_2, CO_2, and water-vaporized acid factors affect the stability and stability of the CO_2.また、kind of HCに対するsensitivityはcarbon numberにratioし、several kinds of HCのHCをmixedしたガスに対するsensitivityがトータルHC concentrationにratioした.さらに、検知极にYSZ thick film layer をAdded laminated structure とすることで、応responding characteristics have been greatly improved されることがわかった.

项目成果

Zirconia-based Sensor Using ZnCr_2O_4 Sensing-electrode for Measurement of Total Concentration of Various Hydrocarbons

采用ZnCr_2O_4传感电极的氧化锆传感器测量各种碳氢化合物的总浓度

• 发表时间: 2008
• 期刊: Electrochem. Solid-State Lett. 11(10)
• 作者: T. Ueda;P. Elumalai;V. V. Plashnitsa;N. Miura;Yasuhiro Saito;Shintaro Ida;P. Elumalai;N. Miura;Shu Yin;Y. Fujio
• 通讯作者: Y. Fujio

Sensing Characteristics of Potentiometric Hydrocarbon Sensor Based on Stabilized Zirconia and Oxide Sensing-Electrode

基于稳定氧化锆和氧化物传感电极的电位式碳氢化合物传感器的传感特性

• 发表时间: 2008
• 作者: V. V. Plashnitsa;P. Elumalai;Y. Fujio;N. Miura;V.V. Plashnitsa;P. Elumalai;藤尾侑輝;Y. Fujio
• 通讯作者: Y. Fujio

Stabilized zirconia-based sensor attached with NiO/Au sensing electrode aiming for highly selective detection of ammonia in automobile exhausts

• DOI: 10.1149/1.2971171
• 发表时间: 2008-01-01
• 期刊: ELECTROCHEMICAL AND SOLID STATE LETTERS
• 作者: Elumalai, Perumal;Plashnitsa, Vladimir V.;Miura, Norio
• 通讯作者: Miura, Norio

Zirconia-based planar NO2 sensor using ultrathin NiO or laminated NiO–Au sensing electrode

• DOI: 10.1007/s11581-007-0158-z
• 发表时间: 2008-02
• 期刊: Ionics
• 影响因子: 2.8
• 作者: Vladimir V. Plashnitsa-;T. Ueda;P. Elumalai;Toshikazu Kawaguchi;N. Miura

Zn系酸化物検知極を用いた混成電位型ジルコニアセンサの炭化水素検知特性

使用锌基氧化物检测电极的混合电位型氧化锆传感器的碳氢化合物检测特性

• 发表时间: 2008
• 作者: V. V. Plashnitsa;P. Elumalai;Y. Fujio;N. Miura;V.V. Plashnitsa;P. Elumalai;藤尾侑輝
• 通讯作者: 藤尾侑輝