| 研究課題/領域番号 |
21K18787
|
|---|
| 研究種目 |
挑戦的研究(萌芽)
|
| 配分区分 | 基金 |
|---|
| 審査区分 |
中区分25:社会システム工学、安全工学、防災工学およびその関連分野
|
|---|
| 研究機関 | 横浜国立大学 |
|---|
研究代表者 |
岡崎 慎司 横浜国立大学, 大学院工学研究院, 教授 (50293171)
|
|---|
| 研究分担者 |
笠井 尚哉 横浜国立大学, 大学院環境情報研究院, 准教授 (20361868)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2021-07-09 – 2024-03-31
|
| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
|
| 配分額 *注記 |
6,110千円 (直接経費: 4,700千円、間接経費: 1,410千円)
2023年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2022年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
2021年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
|
|---|
| キーワード | 水素検知スイッチ / 分散型ガス漏洩検知システム / 自律アラート / 白金担持酸化タングステン |
|---|
| 研究開始時の研究の概要 |
水素漏洩検知技術のイノベーションを目指し、単一のセンサデバイスから高精度・高分解
能のアナログ信号を得て危険性ガスの漏洩をモニタリングする現行システムの在方をブレ
ークスルーする次世代漏洩検知システムを提案する。具体的には、数多くの超低コストON-OFFガスセンサを用いた分散型センサシステムを実現し、センサが自律的に発生したアラート信号を電波あるいは音波伝送手段で信号処理システムに無線化集約するシステムを構築する。さらに、センサのON出力の発生頻度と空間的分布及びそれらの時間的挙動変化からAI技術を用いて漏洩位置と漏洩量を推定可能とするシステムを構築する。
|
| 研究成果の概要 |
常温動作型超低コスト水素センサを実現することができれば、大規模水素インフラの安全性を確保するこれまでにない分布型センサシステムを構築できる。本研究では，自律的に警報を発する機能と連動可能なON-OFF機能を有した超低コスト簡易センサを開発した。具体的には、石英基板に固定化したくし形金電極にゾルゲル法により白金担持酸化タングステン膜を固定化したデバイスを作製し，様々な雰囲気下で応答特性の評価を行った。その結果、爆発下限界以下の低濃度水素に対しても良好な応答特性を得ることができた。さらに、通信機能を有したビーコンを組み込んだ自律アラート型デバイスを作製し、その機能を実証することができた。
|
| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
化学センサに関する研究潮流は、目的化学物質に対する高選択性・高感度・高速応答性といった性能向上に注力するものが主流となっている。一方、本研究で提案する方法論は単一のセンサデバイスから高分解能のアナログ信号を得るのではなく、数多くの分散型ON-OFFセンサの出力頻度とその空間的分布から危険物漏洩量と漏洩位置を低コストでモニタリングするというこれまでにないガスセンサの応用システムをデバイス開発も含めて提案・実証するものでその学術的な意義は大きい。さらに、産業分野にブレークスルーをもたらす費用対効果の高い高度かつ低コストの次世代危険物漏洩センサシステムをもたらそうとするもので社会的意義も大きい。
|
