| 研究課題/領域番号 |
06555264
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| 研究種目 |
試験研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 研究分野 |
工業物理化学
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| 研究機関 | 新居浜工業高等専門学校 |
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研究代表者 |
杉本 榮佑 新居浜工業高等専門学校, 工業化学科, 教授 (10044091)
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| 研究分担者 |
岡島 靖弘 住友金属鉱山, 研究所, 研究所長
森 芳秋 住友金属鉱山, 研究所, 研究員
尾西 康次 新居浜工業高等専門学校, 電気工学科, 助教授 (30214175)
青野 宏通 新居浜工業高等専門学校, 工業化学科, 助手 (00184052)
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| 研究期間 (年度) |
1994 – 1995
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| キーワード | 塩素 / ガスセンサ / 固体電解質 / 塩化バリウム / 起電力 |
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| 研究概要 |
塩素ガスはハロゲン元素中最も大量かつ広範囲に用いられているが、毒性の強い腐食性ガスであるため、排出ガス中や工場内の塩素ガス濃度をモニターできるセンサの設置が切望されている。我々は、塩化物イオン伝導体である塩化バリウム系固体電解質(0.97BaCl_2-0.03KCl)を開発し、新たな方法である溶融法を用いてセンサプロープを作成した。本研究の目的は塩化バリウム系固体電解質を用いて濃淡電池方式の塩素ガスセンサを開発し、特に10ppm以下の低塩素ガス濃度域での応答を向上させ、現場への応用を可能にすることにあった。
結論として、固体電解質中に含まれる不純物としての酸化バリウムが、応答速度や低塩素ガス濃度域における起電力応答を影響を与えることが明らかにされ、溶融法によるプロープの作製を真空中で行うと、塩化バリウムが空気中の酸素と反応して酸化バリウムとなることがなく、最も優れた応答が得られる。10ppm〜1000ppmまでの範囲ではほぼ測定値が理論起電力と一致しているが、それ以下の塩素ガス範囲では、理論起電力よりも約20mV小さい測定起電力となった。この10ppm以下の理論起電力と測定起電力の差についての原因はまだ明らかではない。また応答速度についても、真空中作製することによりかなり改善されることが明らかになっている。
現在の段階では、10ppm以上の高濃度塩素ガスの検知する目的での応用が可能であるが、1ppm程度の低濃度域では理論起電力と測定値が一致していないため、現場への応用を見合わせている。本研究により、塩化物系固体電解質を用いた塩素ガスセンサについての電極における副反応の影響が明らかになり、これらの研究結果を基に将来の研究では現場への応用を試みる段階まで到達できると確信している。
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