固体電解質型ガスセンサの超高感度化に資する検知極構造の確立

• 研究課題/領域番号: 24K01586
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分36010:無機物質および無機材料化学関連
• 研究機関: 長崎大学
• 研究代表者: 上田 太郎 長崎大学, 総合生産科学研究科(工学系), 助教 (10524928)
• 研究分担者: 兵頭 健生 長崎大学, 工学研究科, 教授 (70295096)
• 研究期間 (年度): 2024-04-01 – 2027-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2024年度)
• 配分額: 18,590千円 (直接経費: 14,300千円、間接経費: 4,290千円); 2026年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円); 2025年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円); 2024年度: 13,390千円 (直接経費: 10,300千円、間接経費: 3,090千円)
• キーワード: ガスセンサ / 固体電解質 / 揮発性有機化合物 / 噴霧熱分解 / スパッタリング

研究開始時の研究の概要

呼気等の生体ガスに含まれる揮発性有機化合物 (VOCs) を高感度・選択検知可能な固体電解質型ガスセンサを開発する。検知極全体でセンサ応答可能なPr置換固溶CeO2について，噴霧熱分解法とスパッタリング法を組み合わせた構造制御技術を適用して，酸素還元反応を抑制可能な検知極構造を実現する。また，センサ温度の低温化や助触媒の担持によるガス吸着性の向上についても合わせて検討し，VOC酸化反応の向上による高感度化を大きく促進する。反応場を検知極全体に拡張し，吸着状態の制御という論理的なアプローチでセンサ応答・ガス選択性の高感度化を目指すことで，センサ開発の新たな方法論を提供する。