| 研究概要 |
本研究は、社会的要請の強い燃焼排ガス用および大気環境用の高性能NOxセンサの開発を目指すものである。本年度は安定化ジルコニアをベース材料とした混成電位型センサおよび補助相材料を用いた限界電流型固体電解質センサについての検討を行い、以下のような知見を得た。
1)安定化ジルコニアと種々のスピネル型複合酸化物を組み合わせた素子を作製し、NOxに対する感度を550℃において測定した。酸化物の種類によってNOx感度の大きさと変化の方向は異なり、最も高い感度はCdCr_2O4を用いた場合に得られた。素子起電力はNOx濃度の対数に比例し、NO_2に対しては正、NOに対しては負の傾きを示した。またNOx感度は、CO,CO_2,CH_4およびH_2Oによる影響をほとんど受けないことがわかった。本素子の応答機構を明確にするため、空気中およびNOx雰囲気中での分極曲線を測定した。その結果、各NOx濃度での素子起電力値と分極曲線の交点によって求められる混成電位の値がほぼ一致したため、その応答機構は混成電位モデルによって説明できることがわかった。
2)NASICONと電極補助相としてのNaNO_2を組み合わせた隔模型素子について、種々の濃度のNO_2ガス中での分極曲線を測定したところ、-50mV付近より負電位側において限界電流が見られた。そこで、-100mVに検知極電位を設定し、その時の空気レベルからの電流応答とNO_2濃度との相関を200℃において調べたところ、両者には0〜80ppmの範囲で良好な直線性が得られた。また、本素子のNO_2応答機構については、検知極および対極においてNaNO_2の分解と生成反応がそれぞれ進行するとして考えることができることがわかった。
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