| 研究課題/領域番号 |
07555576
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| 研究種目 |
試験研究(B)
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| 研究機関 | 九州大学 |
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研究代表者 |
山添 のぼる 九州大学, 大学院・総合理工学研究科, 教授 (40037817)
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| 研究分担者 |
二田 穂積 矢崎計器(株), ガス機器開発室
玉置 純 九州大学, 大学院・総合理工学研究科, 助手 (10207227)
三浦 則雄 九州大学, 大学院・総合理工学研究科, 助教授 (70128099)
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| キーワード | 半導体ガスセンサ / 固体電解質ガスセンサ / 動態計測 / 窒素酸化物 / 二酸化炭素 / ナトリウムイオン導電体 / 三酸化タングステン / 補助相 |
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| 研究概要 |
1.NO_xおよびCO_2の動態計測 九州電力(株)新大分発電所(LNG-ガスタービン)の脱硝設備において、WO_3系酸化物半導体センサとケミカル式センサとのNO_x濃度計測比較およびセンサ出力信号によるアンモニアガス注入試験を行った。プラントの通常運動時において、WO_3センサは大型のケミカル式センサと同等の性能を示した。また、センサ信号をもとに脱硝設備にアンモニアを導入したところ、排ガス出口のNO_x濃度が減少し、実機の制御用センサとしての信頼性および有効性が確認された。次に、Li_2CO_3補助相を有するZnO_2固体電解質型CO_2センサの能動試験をガスストーブを有する会議室と植物を配置したミニボックスとで行った。会議室では時間とともにCO_2濃度が上昇し、換気によるCO_2濃度の減少がリアルタイムに計測できた。また、植物の光合成によるCO_2変化も市販の赤外線式センサでは湿度の影響がみられたが、本センサ素子では妨害因子がなく高感度にCO_2を検出でき、実用可能であることを実証した。
2.センサの基本性能の評価 固体電解質型NO_xおよびCO_2センサの他ガスからの影響について検討を行った結果、NaNO_2補助相/NASICONのNO_xでは水蒸気やCO_2の共存により出力電流値が変化し、Li_2CO_3補助相/ZnO_2のCO_2センサでは水素ガスの共存により起電力の増加が観察された。特に、NaNO_2補助相/NASICONセンサにおけるCO_2の影響では、応答波形にオーバーシュートが観察され、現在検討中の新評価装置による応答波形解析が必要である。
3.ガス検知機構の確立 補助相を有する固体電解質型ガスセンサの界面をSEM等を用いて解析した結果、補助相と固体電解質が反応し、界面の構造および組成が変化していることが確認できた。これによりこれまで申請者が提案していた検知極反応の一部が検証された。
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