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ペロブスカイト多孔質球状粒子による新微構造検知極を有する高性能NOxセンサの開発

研究課題

研究課題/領域番号 16K05878
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 グリーン・環境化学
研究機関一般財団法人ファインセラミックスセンター

研究代表者

高橋 誠治  一般財団法人ファインセラミックスセンター, その他部局等, 主席研究員 (90236290)

研究協力者 大川 元  
末廣 智  
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2018年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2017年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2016年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
キーワードセンサ / 多孔質電極 / 多孔質粒子 / 噴霧熱分解法 / 化学プロセス / 酸化窒素 / NOx / 固体電解質 / 混合伝導体 / NOx / 多孔質 / 電極触媒 / 先端機能デバイス / ガスセンサ / セラミックス / 二酸化炭素排出削減 / 大気汚染防止・浄化
研究成果の概要

電極材料の原料として中実球状粒子と多孔質球状粒子を用いてセンサ素子を作製した。多孔質球状粒子を用いた電極は、中実球状粒子を用いた電極に比べて応答電流値は小さいが、選択応答性は大きくなる結果が得られた。次にNOガスとベースガスを切り替えてから応答電流値が90 %回復するまでの時間(応答速度)を評価した。その結果、多孔質球状粒子と中実球状粒子を用いた電極における応答速度はそれぞれ、air→NO時で10と16秒でNO→air時で30と39秒と多孔質球状粒子の電極で応答速度が向上した。これは、多孔質電極におけるガス貫通性能が良いことに起因していると考えられた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

La系ペロブスカイトのNO分解触媒活性を電流検出型ジルコニアセンサは酸素共存下でNOx選択応答特性がある有望な技術である。また、多孔質球状粒子を用いた検知極の微細構造制御することで、応答電流値や応答速度の改善が可能な微細構造の形成は、固体電解質型センサ研究分野において学術的インパクトが大きい。
原料粒子の形状を制御することで電極の微構造を制御し、センサの応答特性を改善できることがわかったため、他の種々のセンサ電極にも応用展開が期待できる。

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (7件)

すべて 2019 2018 2017 2016 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 2件、 招待講演 1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] La0.8Sr0.2MnO3多孔質球状粒子を用いた触媒電極作製とNOxセンサ特性評価2017

    • 著者名/発表者名
      末廣智、高橋誠治
    • 雑誌名

      セラミックス

      巻: 52 ページ: 559-562

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Synthesis and NOx sensing evaluation of hollow/porous La0.8Sr0.2MnO3 microspheres2016

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Suehiro, Hajime Okawa and Seiji Takahashi
    • 雑誌名

      RSC advances

      巻: 6 号: 59 ページ: 53919-53924

    • DOI

      10.1039/c6ra08587c

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] A process to control the microstructure of porous alumina using spherical porous powder2019

    • 著者名/発表者名
      S.Takahashi, S. Suehiro, H. Okawa and T. Kimura
    • 学会等名
      43rd International Conference and Expo on Advanced Ceramics and Composites
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] LSMを検知極として用いた電流検出型NOxセンサの特性2018

    • 著者名/発表者名
      高橋誠治、末廣智、大川元
    • 学会等名
      日本セラミックス協会第31回秋季シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Synthesis and NOx sensing evaluation of solid and porous La0.8Sr0.2MnO3 microspheres2017

    • 著者名/発表者名
      Seiji TAKAHASHI, Satoshi SUEHIRO, Hajime OKAWA, Teiichi KIMURA
    • 学会等名
      The 18th International Symposium on Eco-materials Processing and Design (ISEPD2017)
    • 発表場所
      自治会館(那覇)
    • 年月日
      2017-02-17
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] La0.8Sr0.2MnO3多孔質粒子を用いた電極作製とNOxセンサ特性評価2016

    • 著者名/発表者名
      末廣智・大川元・木村禎一・高橋誠治
    • 学会等名
      日本セラミックス協会第29回秋季シンポジウム
    • 発表場所
      広島大学
    • 年月日
      2016-09-07
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [備考] 電流検出型ジルコニアNOxセンサの高性能電極材料の開発

    • URL

      http://www.jfcc.or.jp/23_develop/13p17.html

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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