Design of High Performance Diode-type H2 Gas Sensor Materials for Clean Energy Controlling Systems

• Project/Area Number: 18360333
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Research Field: Structural/Functional materials
• Research Institution: Nagasaki University
• Principal Investigator: SHIMIZU Yasuhiro Nagasaki University, 工学部, 教授 (20150518)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): EGASHIRA Makoto 長崎大学, 工学部, 教授 (60037934) ; HYODO Takeo 長崎大学, 大学院・生産科学研究科, 助教 (70295096)
• Project Period (FY): 2006 – 2008
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2008)
• Budget Amount: ¥17,040,000 (Direct Cost: ¥15,900,000、Indirect Cost: ¥1,140,000); Fiscal Year 2008: ¥2,470,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥570,000); Fiscal Year 2007: ¥2,470,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥570,000); Fiscal Year 2006: ¥12,100,000 (Direct Cost: ¥12,100,000)
• Keywords: ガスセンサ / 水素 / ダイオード / 酸化チタン / パラジウム / 陽極酸化 / TiO_2 / 水素ガスセンサ / Pd-Pt合金電極 / 平板型センサ / ワイヤー型センサ / 水蒸気の影響 / Pd電極 / 合金

Research Abstract

近い将来に実現が期待されている水素エネルギーシステムを制御可能な高性能ダイオード型水素センサの開発を試みた。チタンシートを陽極酸化することで得られたサブミクロン細孔を有するTiO_2薄膜とPd(36wt%)-Pt(64 wt%) 合金電極を組み合わせることにより、湿潤雰囲気中でセンサの前処理および測定雰囲気中の酸素濃度に依存することなく安定に作動する高性能(高速応答回復および高感度)ダイオード型水素センサが得られることがわかった。

Research Products

• [Journal Article] Hydrogen Sensing Properties of an Anodized TiO_2 Film Equipped with a Pd-Pt Electrode (2008)
  • Author(s): M. Nakaoka, T. Hyodo, Y. Shimizu, M. Egashira
  • Journal Title: ECS Transactions (Chemical Sensors 8 : Chemical (Gas, Ion, Bio) Sensors and Analytical Systems) 26(11) Pages: 293-300
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] H_2 Sensing Performance of TiO_2-based Diode-type Sensors (2008)
  • Author(s): Y. Shimizu, K. Sakamoto, M. Nakaoka, T. Hyodo, M. Egashira
  • Journal Title: Advanced Materials Research 47-50 Pages: 1510-1513
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 陽極酸化膜を用いたガスセンサ, 特集-化学センサの新展開- (2008)
  • Author(s): 清水康博, 兵頭健生, 江頭誠
  • Journal Title: マテリアルインテグレーション 21(5&6) Pages: 105-110
• [Journal Article] Pd-Pt合金電極を取り付けた陽極酸化TiO_2膜の水素センサ検知特性 (2008)
  • Author(s): 中岡正樹, 兵頭健生, 清水康博, 江頭誠
  • Journal Title: Chemical Sensors 24(A) Pages: 43-45
• [Journal Article] 陽極酸化膜を用いたガスセンサ (2008)
  • Author(s): 清水康博, 兵頭健生, 江頭 誠
  • Journal Title: マテリアルインテグレーション 21 Pages: 105-110
• [Journal Article] Hydrogen Sensing Properties of an Anodized TiO_2 Film Equipped with a Pd-Pt Electrode (2008)
  • Author(s): M. Nakaoka, T. Hyodo, Y. Shimizu, M. Egashira
  • Journal Title: ECS Transactions 26 Pages: 293-300
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] ダイオード型センサの構造制御と水素検知特性 (2007)
  • Author(s): 兵頭健生, 柴田浩希, 清水康博, 江頭誠
  • Journal Title: Chemical Sensors 23(B) Pages: 73-75
  • NAID: 40015668772
• [Journal Article] ダイオード型センサの水素検知特性-Pd電極組成の検討- (2007)
  • Author(s): 兵頭健生, 坂本恵子, 清水康博, 江頭誠
  • Journal Title: Chemical Sensors 23(A) Pages: 91-93
  • NAID: 40015522438
• [Journal Article] H_2 Sensing Performance of Anodically Oxidized TiO_2 Thin Films Equipped with Pd Electrode (2007)
  • Author(s): Y. Shimizu, T. Hyodo, M. Egashira
  • Journal Title: Sensors and Actuators B 121(1) Pages: 219-230
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] H_2 Sensing Performance of Anodically Oxidized TiO_2 Thin Films Equipped with Pd Electrode (2007)
  • Author(s): Y.Shimizu, T.Hyodo, M.Egashira
  • Journal Title: Sensors and Actuators B 121(1) Pages: 219-230
• [Journal Article] ダイオード型センサの水素検知特性-Pd電極組成の検討- (2007)
  • Author(s): 兵頭 健生, 坂本恵子, 清水康博, 江頭 誠
  • Journal Title: Chemical Sensors 23(A) Pages: 91-93
  • NAID: 40015522438
• [Journal Article] Design of Anodically Oxidized Nb_2O_5 Films as a Diode-type Sensing Materials (2006)
  • Author(s): T. Hyodo, J. Ohoka, Y. Shimizu, M. Egashira
  • Journal Title: Sensors and Actuators B 117(2) Pages: 359-366
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 陽極酸化TiO_2膜を用いたダイオード型水素センサのPd極の合金化 (2006)
  • Author(s): 坂本恵子, 松浦幹也, 兵頭健生, 清水康博, 江頭誠
  • Journal Title: Chemical Sensors 22(B) Pages: 115-117
• [Presentation] Hydrogen Sensing Properties of Anodized TiO_2 Film Sensors Equipped with Pd and Pt Electrodes in Different Structure (2009)
  • Author(s): M. Nakaoka, T. Hyodo, Y. Shimizu, M. Egashira
  • Organizer: Nagasaki Symposium on Nano-Dynamics 2009 (NSND-2008)
  • Place of Presentation: Nagasaki, Japan(30-31)
  • Year and Date: 2009-01-27
• [Presentation] Hydrogen Sensing Properties of Anodized TiO_2 Film Sensors Equipped with Pd and Pt Electrodes in Different Structure (2009)
  • Author(s): M. Nakaoka, T. Hyodo, Y. Shimizu, M. Egashira
  • Organizer: Nagasaki Symposium on Nano-dynamics 2009
  • Place of Presentation: Nagasaki
  • Year and Date: 2009-01-27
• [Presentation] Hydrogen Sensing Properties of an Anodized TiO_2 Film Equipped with a Pd-Pt Electrode (2008)
  • Author(s): Masaki Nakaoka, T. Hyodo, Y. Shimizu, M. Egashira
  • Organizer: Pacific Rim Meeting on Electrochemical and Solid-State Science (214th Meeting of The Electrochemical Society and 2008 Fall Meeting of The Electrochemical Society of Japan)
  • Place of Presentation: Honolulu, Hawaii, USA
  • Year and Date: 2008-10-01
• [Presentation] Pd-Pt合金電極を取り付けた陽極酸化TiO_2膜の水素検知特性 (2008)
  • Author(s): 中岡正樹, 兵頭健生, 情水康博, 江頭 誠
  • Organizer: 第45回化学関連支部合同九州大会
  • Place of Presentation: 北九州市
  • Year and Date: 2008-07-05
• [Presentation] Pd-Pt合金電極を取り付けた陽極酸化TiO_2膜の水素センサ検知特性 (2008)
  • Author(s): 中岡 正樹, 兵頭 健生, 清水 康博, 江頭 誠
  • Organizer: 第45回化学センサ研究発表会
  • Place of Presentation: 山梨県甲府市
  • Year and Date: 2008-03-29
• [Presentation] H_2 Sensing Performance of Anodic TiO_2 Thin Films Equipped with Pd-Pt Alloy Electrodes (2008)
  • Author(s): Y. Shimizu, T. Hyodo, M. Egashira
  • Organizer: VI International Workshop on Semiconductor Gas Sensors
  • Place of Presentation: Zakopane, Poland
• [Presentation] Pd-Pt合金電極を取り付けた陽極酸化TiO_2膜のH_2検知特性 (2008)
  • Author(s): 中岡正樹, 兵頭健生, 清水康博, 江頭誠
  • Organizer: トークシャワー・イン・九州2008
  • Place of Presentation: 由布, 大分
• [Presentation] H_2 Sensing Properties of TiO_2-based Diode-type Sensor (2008)
  • Author(s): Y. Shimizu, K. Sakamoto, M. Nakaoka, T. Hyodo, M. Egashirta
  • Organizer: International Conference on Multifunctiona lMaterials and Structures
  • Place of Presentation: Hong Kong, China
• [Presentation] Pd-Pt合金電極を取り付けた陽極酸化TiO_2膜の水素検知特性 (2008)
  • Author(s): 中岡正樹, 兵頭健生, 清水康博, 江頭誠
  • Organizer: 第45回化学関連支部合同九州大会
  • Place of Presentation: 北九州(147)
• [Presentation] Pd-Pt合金電極を取り付けた陽極酸化TiO_2膜の水素センサ検知特性(43-45) (2008)
  • Author(s): 中岡正樹, 兵頭健生, 清水康博, 江頭誠
  • Organizer: 電気化学会第75回大会(第45回化学センサ研究発表会)
  • Place of Presentation: 甲府
• [Presentation] H_2 Sensing Performance of Anodic TiO_2 Thin Films Equipped with Pd-Pt Alloy Electrodes (2008)
  • Author(s): Y. Shimizu, T. Hyodo, M. Egashira
  • Organizer: International Conference on Multifunctional Material and Structure
  • Place of Presentation: Hong Kong, China
• [Presentation] Pd-Pt合金電極を取り付けた陽極酸化TiO_2膜のH_2検知特性 (2008)
  • Author(s): 中岡正樹, 兵頭健生, 清水康博, 江頭 誠
  • Organizer: トークシャワー・イン・九州2008
  • Place of Presentation: 湯布院, 大分
• [Presentation] Hydrogen Sensing Properties of an Anodized TiO_2 Film Equipped with a Pd-Pt Electrode (2008)
  • Author(s): M. Nakaoka, T. Hyodo, Y. Shimizu, M. Egashira
  • Organizer: 214th Meeting of The Electrochemical Society and 2008 Fall Meeting of The Electrochemical Society of Japan
  • Place of Presentation: Honolulu, Hawaii, USA
• [Presentation] 陽極酸化TiO_2膜にPd-Pt 電極を取り付けた高感度ダイオード型水素センサのガス検知特性 (2008)
  • Author(s): 中岡正樹, 兵頭健生, 清水康博, 江頭 誠
  • Organizer: 2008年日本化学会西日本大会
  • Place of Presentation: 長崎市
• [Presentation] Electrode Design for High Sensing Performance of TiO_2-based Diode-type Sensor (2007)
  • Author(s): Y.Shimizu, T.Hyodo, M.Egashira
  • Organizer: The 7th East Asian Conference on Chemical Sensors
  • Place of Presentation: Singapore
  • Year and Date: 2007-12-04
• [Presentation] (2007)
  • Author(s): 兵頭 健生, 柴田 浩希, 清水 康博, 江頭 誠
  • Organizer: 第44回化学センサ研究発表会
  • Place of Presentation: 東京都目黒区
  • Year and Date: 2007-09-19
• [Presentation] Electrode Design for High H_2 Sensing Performance of TiO_2-based Diode-type Sensor(50) (2007)
  • Author(s): Y. Shimizu, T. Hyodo, M. Egashira
  • Organizer: 7th East Asian Conference on Chemical Sensors
  • Place of Presentation: Singapore
• [Presentation] ダイオード型センサの構造制御と水素検知特性 (2007)
  • Author(s): 兵頭健生, 柴田浩希, 清水康博, 江頭誠
  • Organizer: 第44回化学センサ研究発表会(73-75)
  • Place of Presentation: 東京
• [Presentation] ダイオード型センサの水素検知特性-Pd電極組成の検討- (2007)
  • Author(s): 兵頭健生, 坂本恵子, 清水康博, 江頭誠
  • Organizer: 電気化学会第74回大会(第43回化学センサ研究発表会, pp.91-93)
  • Place of Presentation: 野田, 千葉(173)
• [Presentation] ダイオード型水素センサの開発(440-441) (2007)
  • Author(s): 柴田浩希, 兵頭健生, 清水康博, 江頭誠
  • Organizer: 第45回セラミックス基礎科学討論会
  • Place of Presentation: 仙台
• [Presentation] 陽極酸化TiO_2膜を用いたダイオード型水素センサのPd極の合金化(115-117) (2006)
  • Author(s): 坂本恵子, 松浦幹也, 兵頭健生, 清水康博, 江頭誠
  • Organizer: 第42回化学センサ研究発表会
  • Place of Presentation: 京田辺
• [Presentation] Important Factors Affecting H_2 Sensing Performance of Pd/TiO_2 Diode-type Sensors (2006)
  • Author(s): Y. Shimizu, T. Hyodo, M. Egashira
  • Organizer: The 11th International Meeting on Chemical Sensors
  • Place of Presentation: Brescia, Italy(Abstract p.68, AP077M.pdf in Proc. CD)
• [Book] 電気化学会化学センサ研究会編 (2008)
  • Author(s): 清水康博, 兵頭健生, 江頭誠
  • Publisher: 第3章第4節 : 陽極酸化薄膜を用いたガスセンサ, 先進化学センサ-ガス・バイオ・イオンセンシングの最新技術-
• [Book] 多孔体の精密制御と機能・物性評価 (執筆分担:1-13 多孔質セラミックス膜) (2008)
  • Author(s): 清水 康博
  • Total Pages: 578
  • Publisher: サイエンス&テクノロジー
• [Remarks]
  • URL: http://www.mase.nagasaki-u.ac.jp/nano/functional_nano.html
• [Remarks]
  • URL: http://www.mase.nagasaki-u.ac.jp/nano/functional_nano-e.html
• [Remarks]
  • URL: http://www.fflase.naeasaki-u.ac.jp/lab/zaika/zak.htm