Development of highly sensitive and selective VOC sensing technology based on the dynamic adosorption/combustion behavior

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 21H01626
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 26020:Inorganic materials and properties-related
• Research Institution: Nagasaki University
• Principal Investigator: HYODO TAKEO 長崎大学, 工学研究科, 教授 (70295096)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 上田 太郎 長崎大学, 工学研究科, 助教 (10524928) ; 清水 康博 長崎大学, 工学研究科, 教授 (20150518)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: ガスセンサ / 揮発性有機化合物 / 吸着燃焼式センサ / 酸化触媒

Outline of Final Research Achievements

We focused on "optimizing the catalyst composition", "clarifying the operating mechanism", and "establishing the operating conditions" in this study, to clarify the response properties of adsorption/combustion-type gas sensors to acetone and ethanol. In particular, the effects of the co-loading of various materials (main material: Pt or Pd) on gamma alumina (catalyst substrate) were investigated in detail. The co-loading of "Pt and nickel oxide", "Pd and ion oxide", or "Pt and Pd" was effective in improving the responses to both acetone and ethanol.On the other hand, the co-loading of Pd with "Ir, Ag, copper oxide, or manganese oxide" on the gamma-alumina surface reduced the ethanol response to enhance the acetone selectivity.

Free Research Field

化学センサ

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究では，アセトンおよびエタノールを検知するための吸着燃焼式マイクロガスセンサの触媒材料を一から見直し，貴金属および酸化物の共担持による応答特性の改善に注力した。「センサの触媒組成や作動条件」と「センサ特性」との関連性や作動メカニズムについてはまだ解明途中であるものの，組成の選択や作動条件の最適設定がセンサ応答の改善に重要であることを明らかにできたことから，これらの結果は今後のガスセンサの設計にに対して重要な知見となる。また，環境モニタリングやヘルスケアなどへの今後のガスセンサの応用・活用に対しても，その可能性を高めることに寄与できたと考えている。