自動車排ガス監視用固体電気化学式ガスセンサの開発

汽车尾气监测固态电化学气体传感器的研制

• 批准号: 10J02597
• 负责人: 藤尾 侑輝
• 金额: $ 0.9万
• 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 2011
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-10J02597/
• 关键词: 安定化ジルコニア; イオン伝導体; 亜クロム酸亜鉛; 酸化チタン; 金粒子; パラジウム粒子; 一酸化炭素センサ; 炭化水素センサ; イオン導電体; 貴金属ナノ粒子; スピネル型結晶構造; 排ガスセンサ

自動車排ガス中の大気汚染物質を低減させるために、種々の排ガス成分を選択的に検知できる高性能固体電気化学式センサが切望されている。本研究では、安定化ジルコニアと種々の単独酸化物、複合酸化物、酸化物混合体および貴金属を用いた固体電気化学式ガスセンサについて、炭化水素や一酸化炭素などを高感度かつ選択的に検知できる材料を見出し、それらのモデル排ガス中での応答特性評価、特異的ガス検知能の発現因子の解明などについて研究を進め、本年度は以下のような成果を得た。1) ガス応答特性の安定化機構の検討:イットリア安定化ジルコニア厚膜上に亜クロム酸亜鉛検知極を積層させることで、混成電位型センサのガス応答特性の長期安定性を改善できることを見出した。そこで、この長期安定性の改善機構について検討した。その結果、亜クロム酸亜鉛粒子とイットリア安定化ジルコニア粒子とが入りくんだ界面の形成により、界面が物理的および電気化学的に安定化されるため、ガス応答特性が安定化することがわかった。2) 一酸化炭素に対する応答発現機構についての検討:亜クロム酸亜鉛検知極に金粒子を添加することにより、一酸化炭素に対して高い感度を示すことを見出した。そこで、この一酸化炭素に対する応答発現機構について検討した。その結果、金粒子の添加により、一酸化炭素のアノーディク反応活性の増加および酸素のカソーディク反応活性の低下をもたらし、一酸化炭素に対する応答が発現することがわかった。3) パラジウム添加酸化チタン検知極の検討:パラジウムを添加した酸化チタンを検知極に用いた混成電位型センサを作製し、そのガス応答特性について評価したところ、作動温度500℃においてプロパンに対して選択的に応答した。また、パラジウム添加量によってプロパンを高選択的に検知できることがわかった。これは、パラジウム添加量によって検知極層中の気相触媒活性を制御できたためと考察した。

The major pollutants in the exhaust of automatic vehicles are reduced, and the components of the emissions are reduced. The chemical formula of high-performance solid electrolyte is the high-performance solid electrolyte chemical formula of をselected に検知できる. This research focuses on stabilizing single acid compounds, compound acid compounds, and acid compound mixtures. The chemical formula of solid electrolyte for metal is ガスセンサについて, carbonized water and acidified carbon などをhigh sensitivityつ Selected に検知できる Material を见出し、それらのモデル rowガス中での応Answer Characteristics 価、Specific The research on the explanation of the present factors of knowledge and knowledge has been progressed, and the following results of this year have been obtained. 1)ガス応Answer Characteristics of Stabilization Mechanism Discussion: イットリアStabilized ジルコニアThick Film On に亜クロムAcid 亜 Lead 検知极をThe laminated and mixed-potential type Sensors have improved long-term stability and improved response characteristics. This is a long-term stability improvement organization.その results, ゜クロムacid 亜 lead particles とイットリア stabilized ジルコニア particles とが enter the りくんだ interface の formation により, interface physics, electrochemical stabilization, and stabilization characteristics of the interface. 2) Acidified carbon に対する応晜answer now mechanism についての検Discuss: 亜クロム acid 亜 lead 検知极にGold grains Sub-added することにより, acidified carbon に対してhigh sensitivity をshow すことを见出した.そこで、この一Acidified carbon に対する応Answer the current organization について検検した.その results, addition of gold particles, addition of carbon monoacid, addition of anti-reaction activity, addition of acid phosphate, The reaction activity of ソーディク is low and the acidified carbon is low. 3)パラジウムAdded acidified チタン検知极の検 Discussion: パラジウムをAdded したacidified チタンを検知极に用いた Mixed potential type センサをManufacturer, そのガス応 characteristics, evaluation, operating temperature The temperature is 500°C and the temperature is 500℃.また、パラジウムAdded amount によってプロパンをHigh selection of に検知できることがわかった. The amount of これは and パラジウム added is the same as that of the catalytic activity of the deuterium phase in the polar layer.

项目成果

H2の選択検知を目指した高温作動型ジルコニアセンサ

用于选择性检测 H2 的高温工作氧化锆传感器

• 发表时间: 2011
• 作者: Y.Fujio;et al;藤尾侑輝;Y.Fujio;藤尾侑輝;Y.Fujio;藤尾侑輝;山口まみ
• 通讯作者: 山口まみ

彫粒子径の異なるAuを添加したZnCr_2O_4を検知極に用いた混成電位型YSZセンサのCO応答特性

不同粒径掺杂Au ZnCr_2O_4作为传感电极的混合电位型YSZ传感器CO响应特性

• 发表时间: 2011
• 作者: Y.Fujio;et al;藤尾侑輝;Y.Fujio;藤尾侑輝;Y.Fujio;藤尾侑輝
• 通讯作者: 藤尾侑輝

Stabilization of sensing performance for mixed-potential-type zirconia-based hydrocarbon sensor

• DOI: 10.1016/j.talanta.2011.04.024
• 发表时间: 2011-07-15
• 期刊: TALANTA
• 影响因子: 6.1
• 作者: Fujio, Yuki;Plashnitsa, Vladimir V.;Miura, Norio
• 通讯作者: Miura, Norio

CO Sensing Characteristics of Zirconia-based Sensor attached with ZnCr2O4(+ noble metal) Sensing-electrode

附有 ZnCr2O4（贵金属）传感电极的氧化锆传感器的 CO 传感特性

• 发表时间: 2010
• 作者: G.Takada;R.Hidema;H.Furukawa;Yuki Fujio
• 通讯作者: Yuki Fujio

Development of High-performance Solid-state Electrochemical Gas Sensors with Multiple Applications in the Proposed Hydrogen Economy

开发在拟议的氢经济中具有多种应用的高性能固态电化学气体传感器

• 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;Norio MIURA
• 通讯作者: Norio MIURA