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高塩化物イオン伝導性ガラスの開発と塩素ガスセンサへの応用

高氯离子导电玻璃的研制及其在氯气传感器中的应用

基本信息

批准号：
08750965
负责人：
青野宏通
金额：
$ 0.58万
依托单位：
Ehime University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
1996
资助国家：
日本
起止时间：
1996 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-08750965/
关键词：
塩素ガスセンサ固体電解質塩化鉛起電力ガラス

项目摘要

塩素ガスは、毒性の強い腐食性ガスであるため、排出ガス中や工場内の塩素ガス濃度をモニターできるセンサの設置が切望されている。これまでの研究では多結晶体を固体電解質として用いていたため、粒界にわずかなすき間ができ、それにより10ppm以下の低濃度域の応答が十分に得られないことが考えられた。そこで粒界の無い塩化物イオン伝導性ガラスをセンサ材料に用いることを考えた。本研究では導電率の高い陰イオン伝導性ガラスを開発し、さらにこの塊状ガラス固体電解質を塩素ガスセンサに応用するにある。その結果、PbCl_2-PbO-SiO_2系三成分ガラスで100℃における導電率が10^<-6>S・cm^<-1>以上となり、非晶質アニオン伝導体としてはきわめて高い導電率が得られた。急冷によりそのガラスを隔壁とするプローブを作製し、塩素ガスセンサに応用したところ、約50ppm以上の高濃度域ではほぼ理論起電力に一致した値を示し本ガラスのイオン輸率が1であることが確認されたものの、やはり応答速度の低下や低濃度域では起電力低下が起きた。この原因を調べた結果、電極反応以外に固体電解質内の酸化物と測定塩素ガスによる副反応が存在し、これにより低濃度域での起電力低下や応答速度の低下が起こることが明らかになった。この結果を基に、純粋な塩化物を用いて真空中で溶融して緻密性を高めた多結晶固体電解質を用いた素子が、最も優れた応答を示すということが結論として得られ、酸化物を含まないガラスの作製およびセンサへの応用ということが今後の課題として残った。

The concentration of the toxic substance in the plant should be monitored. The study of multi-crystalline solid electrolyte is very important in the low concentration range of 10ppm or less. The material of the material is made up of the following materials: In this study, the high conductivity and conductivity of solid electrolytes were investigated. The results show that the conductivity of PbCl_2-PbO-SiO_2 system is higher than 10^ S·cm^at 100℃, and the conductivity of <-6>amorphous system is higher than 10^ S·cm <-1>^. In the case of rapid cooling, the theoretical starting power is consistent with the theoretical starting power in the high concentration region above about 50ppm. The theoretical starting power is consistent with the theoretical starting power in the high concentration region above about 50ppm. The theoretical starting power is consistent with the theoretical starting power in the high concentration region. The reason for this is that the acid in the solid electrolyte is measured in addition to the electrode reaction, and the secondary reaction exists. The starting power is low in the low concentration region, and the reaction speed is low. The results show that the basic, pure and pure compounds are soluble in vacuum, dense and polycrystalline solid electrolytes are soluble in vacuum. The optimum conditions for the use of polycrystalline solid electrolytes are as follows: 1.