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Development of Hydrogen Sensors for Molten Metals with Rich Handling

Research Project

Project/Area Number 18K04796
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 26060:Metals production and resources production-related
Research InstitutionNagoya Institute of Technology

Principal Investigator

KURITA NORIAKI  名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (20242901)

Project Period (FY) 2018-04-01 – 2021-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2020)
Budget Amount *help
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Keywordsチタニア / セリア / アルミナ / 溶融銅用水素センサー / 標準極 / 固体電解質 / 活物質 / ガルバニ電池 / 溶融金属用水素センサー / 標準極活物質 / 酸素ストレージ / プロトン伝導体 / 水素センサー / 溶融金属 / プロトン伝導性固体電解質
Outline of Final Research Achievements

In the hydrogen sensor for molten metal using alumina for high-temperature melting, it is necessary to maintain the hydrogen activity in the standard electrode in a prescribed state in order to utilize it as a galvanic hydrogen sensor. Conventionally, low hydrogen activity was maintained by flowing air into the standard electrode. However, in this method, a tube for flowing air is required, and the miniaturization of the device is hindered. This study revealed that titania powder with special treatment can be used as a standard electrode active material. Titania is an inexpensive compound, and the practical application of a hydrogen sensor for high-temperature molten metal using this material as a standard electrode active material made it possible to develop a low-cost, simple hydrogen sensor.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

銅線業界あるいは伸銅業界においては長らくハンドリングに優れた水素センサーが求められてきた。一方で、アルミナを用いた溶融銅用水素センサーは、銅精錬プロセスにおける省エネルギー化に資する優れた水素濃度センシング能力が有りながらそのハンドリング性の悪さ故あまり広がらなかった。本研究によりハンドリング性に富む水素センサーの作製が可能となり、銅精錬業界におけるプロセスの改善に大いに役立つと考えられる。またそのことより今まで原因不明な不良製造により銅資源およびエネルギーの無駄が改善され、また銅製品の高性能化へのプロセス構築も可能となり持続可能な社会の実現の一助になると考えられる。

Report

(4 results)
  • 2020 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2019 Research-status Report
  • 2018 Research-status Report
  • Research Products

    (10 results)

All 2021 2020 2019 2018

All Presentation (8 results) Patent(Industrial Property Rights) (2 results)

  • [Presentation] 溶融金属用水素センサーの銅合金中における評価2019

    • Author(s)
      森一馬、栗田典明
    • Organizer
      日本銅学会第59回講演大会
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] アルミナを用いた溶融銅用水素センサーの標準極活物質2019

    • Author(s)
      栗田典明、堀尾卓矢、高橋宏介
    • Organizer
      資源素材学会2019秋季講演大会
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] Mgをドープしたαアルミナの重水素溶解特性2019

    • Author(s)
      北村直哉
    • Organizer
      日本金属学会東海支部
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] FeとMgを共ドープした単結晶αアルミナのプロトン溶解特性2019

    • Author(s)
      家永拡
    • Organizer
      日本金属学会東海支部
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] 消耗型溶融銅用水素センサーの標準極活物質の検討2019

    • Author(s)
      高橋宏介
    • Organizer
      日本金属学会東海支部
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] 消耗型溶融銅用水素センサーの標準極活物質の検討2018

    • Author(s)
      高橋宏介、栗田典明
    • Organizer
      日本金属学会東海支部
    • Related Report
      2018 Research-status Report
  • [Presentation] ガルバニ型ハイブリッド水蒸気センサーの起電力特性2018

    • Author(s)
      金城祐一郎、栗田典明
    • Organizer
      日本金属学会東海支部
    • Related Report
      2018 Research-status Report
  • [Presentation] 溶融銅用水素センサーの起電力に及ぼすFeおよびSi成分の影響2018

    • Author(s)
      森一馬、栗田典明
    • Organizer
      日本金属学会東海支部
    • Related Report
      2018 Research-status Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 高温作動型水蒸気センサー及び水蒸気測定方法2021

    • Inventor(s)
      栗田典明
    • Industrial Property Rights Holder
      栗田典明
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Filing Date
      2021
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 簡易型水素センサー、標準極活物質混合粉末及び水素の測定方法2020

    • Inventor(s)
      栗田典明
    • Industrial Property Rights Holder
      栗田典明
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Filing Date
      2020
    • Related Report
      2020 Annual Research Report

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Published: 2018-04-23   Modified: 2023-01-30  

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