Preparation of ceramic-based optical hydrogen sensor with visible-light detection and low cost by using energy saving process

• Project/Area Number: 24560831
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Research Field: Inorganic materials/Physical properties
• Research Institution: Kanto Gakuin University (2013-2014); Kurume National College of Technology (2012)
• Principal Investigator: HAMAGAMI Jun-ichi 関東学院大学, 理工学部, 准教授 (30285100)
• Project Period (FY): 2012-04-01 – 2015-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2014)
• Budget Amount: ¥5,460,000 (Direct Cost: ¥4,200,000、Indirect Cost: ¥1,260,000); Fiscal Year 2014: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000); Fiscal Year 2013: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000); Fiscal Year 2012: ¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
• Keywords: オプティカル水素センサ / 室温水素検知 / 可視光応答水素センサ / 省エネプロセス / チタニア / パラジウム触媒 / ナノコンポジット薄膜 / チタニア光触媒薄膜 / ゾル－ゲル・温水処理法 / 光化学析出法 / 光触媒チタニア薄膜 / ゾル－ゲルコーティング法 / 温水処理 / 光電着法 / 室温作動型オプティカル水素センサ / チタニア多孔質薄膜 / パラジウム金属触媒 / 室温作動型水素センサ / 可視光応答型水素センサ

Outline of Final Research Achievements

We investigated on preparation of ceramic-based optical hydrogen gas sensor with visible-light detection and low coat by using energy saving process to realize hydrogen society with safety and security. To prepare the optical sensing materials consisting of titania ceramic coating and palladium metallic catalyst, sol-gel process combined with hot-water treatment and UV-photodeposition process were selected as energy saving processes. We successfully obtained palladium-loaded titania nanocomposite coatings with a well-controlled nanostructure at less than 90 degree C under atmospheric pressure. The prepared samples work as an optical hydrogen gas sensing material with visible-light detection even at room temperature.

Research Products

• [Journal Article] チタニアゲル膜の温水処理時の水質が光触媒能に及ぼす影響 (2015)
  • Author(s): 濱上寿一、齋藤慧
  • Journal Title: 関東学院大学理工／建築環境学会 研究報告 Volume: 58 Pages: 57-62
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] 低温プロセスを用いた金属ナノ粒子分散型セラミックコンポジット薄膜の作製とその機能性 (2015)
  • Author(s): 濱上寿一
  • Journal Title: 粉体工学会誌 Volume: 52 Pages: 268-274
  • NAID: 130005072540
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Influence of Catalyst Loading Method on Titania-Based Optical Hydrogen Gas Sensing Properties (2014)
  • Author(s): J. Hamagami, R. Araki, S. Onimaru, G. Kawamura, A. Matsuda
  • Journal Title: Key Engineering Materials Volume: 582 Pages: 210-213
  • DOI: 10.4028/www.scientific.net/kem.582.210
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Low-Temperature Processing and Optical Hydrogen Gas Sensing Property of Pd-Loaded Titania Coating onto Flexible Plastic Substrate (2013)
  • Author(s): J. Hamagami, S. Onimaru, R. Araki, G. Kawamura, A. Matsuda
  • Journal Title: Key Engineering Materials Volume: 566 Pages: 249-252
  • DOI: 10.4028/www.scientific.net/kem.566.249
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Influence of Catalyst Loading Method on Titania-Based Optical Hydrogen Gas Sensing Properties (2013)
  • Author(s): Jun-ichi Hamagami, et al.
  • Journal Title: Key Engineering Materials Volume: 不明
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Pd触媒担持チタニア薄膜の低温作製とオプティカル水素検知特性 (2015)
  • Author(s): 濱上寿一
  • Organizer: 日本セラミックス協会 2015年 年会
  • Place of Presentation: 岡山大学(岡山県・岡山市)
  • Year and Date: 2015-03-18 – 2015-03-20
• [Presentation] 省エネプロセスを用いた室温作動型無機系 オプティカル水素ガスセンサの作製と評価 (2014)
  • Author(s): 濱上寿一、 廣濱翼、 久我淳、 中川剛斗、 柏木大地
  • Organizer: 関東学院大学2014年度理工/建築・環境学会研究発表講演会
  • Place of Presentation: 関東学院大学(神奈川県・横浜市)
  • Year and Date: 2014-11-18
• [Presentation] チタニア薄膜の室温オプティカル水素センサ特性に与える触媒金属の影響 (2014)
  • Author(s): 濱上寿一
  • Organizer: 第34回エレクトロセラミックス研究討論会
  • Place of Presentation: 東京工業大学(東京都・目黒区)
  • Year and Date: 2014-10-24 – 2014-10-25
• [Presentation] 室温作動型チタニア系オプティカル水素センサの検知特性に与える触媒金属の影響 (2014)
  • Author(s): 濱上寿一
  • Organizer: 日本セラミックス協会 第27回秋季シンポジウム
  • Place of Presentation: 鹿児島大学(鹿児島県・鹿児島市)
  • Year and Date: 2014-09-09 – 2014-09-11
• [Presentation] Environmentally-Friendly Preparation and Optical H2 Gas Sensing Properties of Pd-photodeposited WO3 Thin Films (2014)
  • Author(s): Jun-ichi Hamagami, Taketo Nakagawa, Atsushi Kuga, Tsubasa Hirohama, Junki Soda
  • Organizer: The 15th IUMRS-International Conference in Asia (IUMRS-ICA 2014)
  • Place of Presentation: 福岡大学(福岡県・福岡市)
  • Year and Date: 2014-08-24 – 2014-08-29
• [Presentation] Pd触媒担持WO3コンポジット薄膜の常圧合成と室温水素センサ特性 (2014)
  • Author(s): 濱上寿一
  • Organizer: 日本セラミックス協会 2014年 年会
  • Place of Presentation: 慶應義塾大学(日吉キャンパス)
• [Presentation] 省エネプロセスを用いたチタニア系室温作動型オプティカル水素センサの作製と評価 (2014)
  • Author(s): 濱上寿一
  • Organizer: 日本化学会第94回春季年会
  • Place of Presentation: 名古屋大学(東山キャンパス)
• [Presentation] Pd触媒担持酸化タングステン薄膜の作製とオプティカル水素検知特性 (2013)
  • Author(s): 濱上寿一
  • Organizer: 日本セラミックス協会第26回秋季シンポジウム
  • Place of Presentation: 信州大学(長野キャンパス)
• [Presentation] 大気圧プロセスを用いたPd触媒担持WO3膜の作製とオプティカル水素検知特性 (2013)
  • Author(s): 濱上寿一
  • Organizer: 第33回エレクトロセラミックス研究討論会
  • Place of Presentation: 文部科学省研究交流センター
• [Presentation] 省エネプロセスを用いた室温作動型オプティカル水素センサの作製と評価 (2013)
  • Author(s): 濱上寿一、齋藤慧、藤田達哉
  • Organizer: 2013年度関東学院大学理工/建築・環境学会研究発表
  • Place of Presentation: 関東学院大学(金沢八景キャンパス)
• [Presentation] 低環境負荷プロセスを実現した次世代型光学式水素検知器及び製造方法 (2013)
  • Author(s): 濱上寿一
  • Organizer: 高専－技科大 新技術説明会
  • Place of Presentation: JST東京別館ホール
• [Presentation] チタニア系オプティカル水素センサの耐久性 (2012)
  • Author(s): 濱上寿一
  • Organizer: 第49回化学関連支部合同九州大会
  • Place of Presentation: 北九州国際会議場
• [Presentation] 低温・大気圧プロセスを用いたチタニア系オプティカル水素センサの作製と評価 (2012)
  • Author(s): 濱上寿一
  • Organizer: 第49回化学関連支部合同九州大会
  • Place of Presentation: 北九州国際会議場
• [Presentation] 低温プロセスを用いたチタニア薄膜の光触媒能 (2012)
  • Author(s): 濱上寿一
  • Organizer: 第49回化学関連支部合同九州大会
  • Place of Presentation: 北九州国際会議場
• [Presentation] 低温プロセスを用いたチタニアコーティングのin vitro生体親和性評価 (2012)
  • Author(s): 濱上寿一
  • Organizer: 第49回化学関連支部合同九州大会
  • Place of Presentation: 北九州国際会議場
• [Presentation] 低温プロセスを用いたチタニア薄膜の作製と光触媒活性 (2012)
  • Author(s): 濱上寿一
  • Organizer: 日本セラミックス協会 第25回秋季シンポジウム
  • Place of Presentation: 名古屋大学(東山キャンパス)
• [Presentation] チタニア系オプティカル水素センサ特性に及ぼす触媒担持法の影響 (2012)
  • Author(s): 濱上寿一
  • Organizer: 第32回エレクトロセラミックス研究討論会
  • Place of Presentation: 東京工業大学(大岡山キャンパス)
• [Presentation] 金属触媒担持酸化タングステン系オプティカル水素センサの作製と評価 (2012)
  • Author(s): 濱上寿一
  • Organizer: 2012年日本化学会西日本大会
  • Place of Presentation: 佐賀大学(本庄キャンパス)
• [Presentation] 省エネプロセスを用いたチタニア系室温作動型オプティカル水素センサの作製と評価I (2012)
  • Author(s): 濱上寿一
  • Organizer: 2012年日本化学会西日本大会
  • Place of Presentation: 佐賀大学(本庄キャンパス)
• [Remarks] 濱上研究室ホームページ
  • URL: http://rikou.kanto-gakuin.ac.jp/teacher/207
• [Remarks] 研究内容や研究成果に関するwebページ
  • URL: http://univ.kanto-gakuin.ac.jp/main/invitation/i_and_research/23.html