ガスセンシング材料用としての機能性マイクロ/ナノ構造を有する金属酸化物の調製

功能性微纳结构金属氧化物气敏材料的制备

• 批准号: 10F00353
• 负责人: 三浦 則雄
• 金额: $ 1.34万
• 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: 2010
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2010 至 2012
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-10F00353/
• 关键词: YSZ; 水素センサ; Auメッシュ; シミュレーション; 密度関数理論; VASP; NOx; 吸脱着; ガスセンサ; ゾルゲル法; 金属酸化物; CuO; 自動車排ガス; 環境モニタリング; ZnO

本研究は、高度な自動車排ガス用センサあるいは環境モニタリング用ガスセンサの構築を最終目標とし、酸化物系薄膜材料の作製法、微細構造、表面物性の最適化とセンサ材料の結晶構造、電気化学特性の評価・検討を行うものである。今年度は、昨年度に見出したイットリア安定化ジルコニア(YSZ)とAuメッシュ/Pt検知極を組み合わせた環境モニタリング用水素センサについて、ガス応答特性の改善を行った。また、YSZセンサにおけるNOx検知メカニズムの解明を目指し、VASPを用いたコンピューターシミュレーションを行った。まず、Auメッシュ/Pt検知極を用いた新規な水素センサについて、特性改善を行った。本素子の水素選択性および応答回復速度は十分ではなかったため、Auメッシュ/Pt上へYSZ層を形成した後、550℃で2ヶ月間安定化したところ、水素に対する高選択性と高速応答性が得られた。本素子は、大気環境条件下(21vol.% 02および1.35vol.%H2O)においても40～400ppmの低濃度水素を再現性良く検知可能であった。次に、YSZセンサにおけるNOx検知メカニズムを明確にするため、YSZ(111)およびYSZ+0(111)表面におけるNOx(NO,NO2)の吸着状態について、密度関数理論(DFT)を用いたシミュレーション解析を行った。その結果、作動温度500℃ではYSZ+0(111)表面の吸着NOおよび吸着NO2は、YSZ表面の酸素原子(0)と反応することでそれぞれNO2およびNO3(あるいはNO+O2)として脱離することが分かった。一方、YSZ(111)表面では、吸着NOと吸着NO2の物理的な吸着脱離反応が進行することが分かった。

In this study, high-level automatic equipment is used in environmental engineering. It is the most important method for the use of environmental equipment, acidified thin film materials, micro-fabrication, surface physical properties, chemical properties, and electrical properties. This year and last year, it was announced that this year and last year, it was necessary to improve the characteristics of the environmental protection system. This year and last year, it was announced that this year and last year, in this year's and last year's year, this year and last year, we YSZ, YSZ, NOx, understand, understand, read, click, read, click, check, click, and click. The new rules are used in this paper, and the properties are improved by using the new rules, the water content, the water content, and the characteristics of the Au. The response speed of this water selective response is very high, and the YSZ response on the Au

项目成果

Potentiometric YSZ-based Sensors Using Zn-Ta-0 based Sensing Electrode for Selective H2 Detection

使用基于 Zn-Ta-0 的传感电极进行选择性 H2 检测的基于 YSZ 的电位传感器

• 发表时间: 2012
• 期刊: ECS Transactions Chemical Sensors 10
• 作者: S.Tulasi Ram;山本衛;R.T.Tsunoda;S.V.Thampi;M. Breedon;J. Han;M. Yamaguchi;S. A. Anggraini;M. Breedon;T. Sato;M. Yamaguchi;S. A. Anggraini
• 通讯作者: S. A. Anggraini

Compact YSZ-Rod-Based Hydrocarbon Sensor Utilizing Metal-Oxide Sensing-Electrode and Mn-Based Reference-Electrode Combination

• DOI: 10.1149/1.3568883
• 发表时间: 2011-06
• 期刊: Electrochemical and Solid State Letters
• 作者: Han Jin;Vladimir V. Plashnitsa;M. Breedon;N. Miura

The reaction of NOx with YSZ surfaces : a computational study

NOx 与 YSZ 表面的反应：计算研究

• 发表时间: 2012
• 作者: S.Tulasi Ram;山本衛;R.T.Tsunoda;S.V.Thampi;M. Breedon;J. Han;M. Yamaguchi;S. A. Anggraini;M. Breedon;T. Sato;M. Yamaguchi;S. A. Anggraini;T. Sato;Han JIN;M. Breedon;D. Teraoka;S. A. Anggraini;T. Sato;M. Breedon;S. A. Anggraini;T. Sato;Michael BREEDON
• 通讯作者: Michael BREEDON

Selectivity Enhancement of YSZ-based VOC Sensor Utilizing SnO_2/NiO-SE via the Application of a Physical Gas-diffusion Barrier

通过物理气体扩散阻挡层的应用，利用 SnO_2/NiO-SE 提高基于 YSZ 的 VOC 传感器的选择性

• DOI: 10.1149/05012.0129ecst
• 发表时间: 2013
• 期刊: ECS Transactions
• 作者: Tomoaki Sato;et al
• 通讯作者: et al

Fe-based Solid Reference Electrode Utilized in YSZ-based Oxygen Sensor

YSZ型氧传感器中铁基固体参比电极的应用

• DOI: 10.1149/2.003301eel
• 发表时间: 2013
• 期刊: ECS Electrochemistry Letters
• 作者: S.Tulasi Ram;山本衛;R.T.Tsunoda;S.V.Thampi;M. Breedon;J. Han
• 通讯作者: J. Han