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交流熱緩和を用いた高温排ガス用半導体型成分センサー

研究課題

研究課題/領域番号 08650870
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 金属生産工学
研究機関名古屋工業大学

研究代表者

山口 周  名古屋工業大学, 工学部, 助教授 (10182437)

研究期間 (年度) 1996 – 1997
研究課題ステータス 完了 (1997年度)
配分額 *注記
2,200千円 (直接経費: 2,200千円)
1997年度: 600千円 (直接経費: 600千円)
1996年度: 1,600千円 (直接経費: 1,600千円)
キーワード化学センサー / NO / NO_2 / 混成電位 / 触媒 / 表面吸着 / 交換電流密度 / 電荷移動反応 / NOX / 酸化物半導体 / 吸着 / 電気化学 / 交流緩和
研究概要

本研究は,主にNOxに対して特異な反応性を有する酸化物イオン/電子、(ホール)混合導電性酸化物に熱パルスを印可したときの表面導電率の変化および表面反応に伴う混成電位発生を利用して,選択性および感度の高い化学センサーの可能性について検討することを目的としている.本研究では,NOxに対して高い選択性を有するn型半導体のNd_<2-x>Ce_xCuO_<4-y>(NCCO)を主な対象として,その反応性を詳しく調べた. Au(Po_2,P_<NO>/P_<NO>_2)/Nd_2O_3-doped CeO_2/NCCO(P'_O_2,P'_<NO>/P'_<NO>_2)から構成される3端子電気化学セルを用いて直流分極,および交流インピーダンス測定を行い,電荷移動反応
(NO+O^<2->=NO_2+2e'(反応A)およびO^<2->=1/2O_2+2e'(反応B))の特性を調べ,混成電位の発生機構と表面における電荷移動反応の速度を調べた.また比較のためにYSZ,Au,Ptについても直流分極およびNO+1/2O_2=NO_2(反応C)の反応速度を測定した.得られた結果より450℃付近で最も混成電位が大きくなること,このときの反応Cに対する触媒的作用が最も高くなることを見いだした.直流分極測定結果をTafelプロットを用いて解析し,その反応速度を交換電流密度より求めた.その結果によると,450℃付近ではNCCOの表面におけるO_2とNO_2の競合吸着と表面における電荷移動反応の混合律速の状態にあると推定した.また,金属/電子-イオン混合導電体界面の電子輸送特性,その電子論的解釈,構成材料の相安定性と電気輸送特性などについて検討を行った.本研究の結果から,化学反応の速度およびその活性化エネルギーの相違を利用した高温排ガス用半導体型成分センサーの可能性を実験的に確認した.

報告書

(3件)
  • 1997 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1996 実績報告書
  • 研究成果

    (21件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (21件)

  • [文献書誌] 内藤亮介,山口 周 他: "酸化物-金属非対称電極を用いた起電力型NOxセンサーの起電力特性" 電気化学会第64回大会講演要旨集. 170 (1997)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 小林 清,山口 周 他: "金属/固体電解質界面における電子輸送特性" 第23回固体イオニクス討論会講演要旨集. 141-142 (1997)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 山口 周 他: "NOxを含む雰囲気におけるNd_<2-x>Ce_xCuO_4/Nd-CeO_2/Metal電極セルの直流分極特性" 第23回固体イオニクス討論会講演要旨集. 175-176 (1997)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kobayashi,Yamaguchi他: "Electronic Conductivity measurements of 5 mol% TiO_2-doped YSZ by a d.c.-polarization technique" Solid State Ionics. 93. 193-199 (1997)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 小林 清,山口 周 他: "TiO_2をドープしたYSZの全電気伝導度測定" 日本セラミックス学会学術論文誌. 106. 1073-1078 (1998)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Yamaguchi他: "Electrical Conductivity and Thermoelectric Power Measurements of Y_2Ti_2O_7" Solid State Ionics. 113-5. 393-402 (1998)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] R.Naito, O.Asai, K.Kobayashi, S.Yamaguchi, N.Ogawa, T.Takahashi, Y.Iguchi: "Solid state NO_X sensor with asymmetric metal/oxide electrodes." Proceeding of the 64th Anual Meeting of ECS Japan. 170 (1997)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Kobayashi, S.Yamaguchi, Y.Iguchi: "Electronic charge transport properties across the metal/solid electrolyte interface." Proceeding of the 23th Anual Meeting of SSI Japan. 141-142 (1997)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] R.Naito, K.Kobayashi, K.Shibata, S.Yamaguchi, Y.Iguchi: "DC polarization of Nd_<2-x>Ce_XO_4/Nd-CeO_2/Metal electrode cell under NO_X bearing atmosphere" Proceeding of the 23rd Anual Meeting of SSI Japan. 175-176 (1997)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Kobayashi, Y.Kai, S.Yamaguchi, N.Fukatsu, T.Kawashima, Y.Iguchi: "Electronic Conductivity measurements of 5 mol% TiO_2-doped YSZ by a d.c.-polarization technique." Solid State Ionics. 93. 193-199 (1997)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Kobayashi, S.Yamaguchi, Y.Iguchi: "Electrical Transport Propertiesof Calcium Zirconate at Tigh Temperature." Solid State Ionics. 108. 355-362 (1998)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Kobayashi, K.Kato, K.Terabe, S.Yamaguchi, Y.Iguchi: "Metastable Phase relationship in the ZrO_2-YO_<1.5>, ZrO_2-TiO_2 and YO_<1.5>-TiO_2 Systems." J.of Ceramic Soc.of Jpn.106 [8]. 782-786 (1998)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Kobayashi, K.Kato, K.Terada, S.Yamaguchi, Y.Iguchi: "Phase Relation of ZrO_2-YO_<1.5>-TiO_2 Ceramics Prepared by Sol-Gel Method." J.of Ceramic Soc.of Jpn.106 [9]. 860-866 (1998)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Kobayashi, Y.Kai, S.Yamaguchi, T.Kawashima, Y.Iguchi: "Partial Conductivity of YSZ Dopedwith 10 mol% TiO_2." Korean Jounal of Ceramics. 4 [2]. 114-121 (1998)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Kobayashi, K.Kato, T.Kawashima, S.Yamaguchi, Y.Iguchi: "Total Conductivity Measurements of TiO_2 Doped YSZ Ceramics." J.of Ceramic Soc.of Jpn.106 [11]. 1073-1078 (1998)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Yamaguchi, K.Kobayashi, Y.Iguch: "Electrical Conductivity and Thermoelectric Power Measurements of Y_2Ti_2O_7." Solid State Ionics. 113-115. 393-402 (1998)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 内藤亮介, 山口 周 他: "酸化物-金属非対称電極を用いた超電力型NOxセンサーの起電力特性" 電気化学会第64回大会講演要旨集. 170 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] 内藤亮介, 山口 周 他: "Nd_2O_3をドープしたCeO_2の相安定性と導電特性" 電気化学会第64回大会講演要旨集. 170 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] 山口 周 他: "NOxを含む雰囲気におけるNd_<2-x>Ce_xCuCuO_4/Nd-CeO_2/Metal電極セルの直流分極特性" 第23回固体イオニクス討論会講演要旨集. 175-176 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] 内藤亮介ほか: "酸化物-非対称電極を用いた起電力型NO_xセンサーの起電力特性" 電気化学会(1997年春期講演大会概要集). (1997)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] 柴田敬三ほか: "Nd_2O_3をドープしたCeO_2の相安定性と導電特性" 電気化学会(1997年春期講演大会概要集). (1997)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書

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公開日: 1996-04-01   更新日: 2016-04-21  

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