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2005 年度 実績報告書

セラミックスのメソ・マクロポーラス組織の制御と機能設計

研究課題

研究課題/領域番号 16360348
研究機関長崎大学

研究代表者

江頭 誠  長崎大学, 工学部, 教授 (60037934)

研究分担者 清水 康博  長崎大学, 工学部, 教授 (20150518)
兵頭 健生  長崎大学, 工学部, 助手 (70295096)
キーワードメソ細孔 / マクロ細孔 / 電気化学デバイス / ガスセンサ / 燃料電池 / 酸化スズ / 炭酸バリウム / 白金
研究概要

本年度は,様々なメソポーラス体やマクロポーラス体を調製し,それらの微細構造を制御することにより電気化学デバイスの特性改善を試みた。
1.メソポーラス(m)-SnO_2マクロポーラス(mp-)SnO_2の調製と半導体ガスセンサへの応用 トリブロックコポリマーの自己集合体を用いてm-SnO_2粉末を調製するとともに,その調製条件を最適化して結晶子径・細孔径をコントロールすることにより,H_2に高い応答を示すm-SnO_2センサを得た。一方,そのm-SnO_2を既存の大粒径SnO_2粉末へ表面修飾することでH_2検知特性が比較的向上すること,さらに貴金属微粒子(Pd,Pt,Ruなど)をm-SnO_2層と大粒径SnO_2表面との間に担持することによりH_2検知特性が劇的に改善することを明らかにした。さらに,サブミクロン径のポリメタクリル酸メチル(PMMA)球状微粒子を鋳型として作製したmp-SnO_2センサは,H_2およびNO_xにともに高い応答を示すことを明らかにした。
2.mp-BaCO_3センサの作製と評価 水晶振動子表面にmp-BaCO_3膜を取り付け,そのNO_2検知特性を評価した結果,不安定ではあるが極めて高い応答(約30Hz/ppm-NO_2)を示すことを明らかにした。
3.乾式法(パルスレーザー析出法・スパッタリング法)による多孔質酸化物膜の作製 PMMA球状微粒子を鋳型として,規則性サブミクロン細孔を有するmp-酸化物膜(例えばCeO_2,BaTiO_3,CaCu_3Ti_4O_<12>,La_<1-x>Sr_xCoO_3など)を作製した。これらは,多孔質なうえ,緻密で平らな既存の膜とほぼ同様の電気化学的な特性を有することから,電気化学デバイスとして応用可能であることを確認した。ただし,実用化するためには,基板との密着性を大幅に改善する必要がある。
4.mp-貴金属膜の作製と電極特性 スパッタリング法あるいは電析法によりmp-Pt電極をYSZ基板上に作製した。得られた電極は,既存の緻密Pt電極に比べて酸素還元活性が良好であったことから,マイクロ燃料電池などの電極材料として期待できることがわかった。

  • 研究成果

    (14件)

すべて 2006 2005

すべて 雑誌論文 (14件)

  • [雑誌論文] Microsphere Templating as Means of Enhancing Surface Activity and Gas Sensitivity of CaCu_3Ti_4O_<12> Thin Films2006

    • 著者名/発表者名
      II-Doo Kim
    • 雑誌名

      Nano Letters Vol.6, No.2

      ページ: 193-198

  • [雑誌論文] Three Dimensional Arrays of Hollow Gadolinia-doped Ceria Microspheres Prepared by R.F. Magnetron Sputtering Employing PMMA Microsphere Templates2006

    • 著者名/発表者名
      Takeo Hyodo
    • 雑誌名

      Journal of Electroceramics (in print)

  • [雑誌論文] Preparation of Macroporous SnO_2 Films Using PMMA Microspheres and Their Sensing Properties to NOx and H_22005

    • 著者名/発表者名
      Takeo Hyodo
    • 雑誌名

      Sensors and Actuators B Vol.106, No.2

      ページ: 580-590

  • [雑誌論文] Preparation of Large Mesoporous SnO_2 Powder for Gas Sensor Application2005

    • 著者名/発表者名
      Yasuhiro Shimizu
    • 雑誌名

      Sensors and Actuators B Vol.108, No.1-2

      ページ: 56-61

  • [雑誌論文] Bulk Acoustic Wave Resonator as a Sensing Platform for NO_x at High Temperatures2005

    • 著者名/発表者名
      Huankiat Seh
    • 雑誌名

      Sensors and Actuators B Vol.108, No.1-2

      ページ: 547-552

  • [雑誌論文] Preparation of Macroporous Ceramic Films by Pulsed Laser Deposition and Their Electrochemical Properties2005

    • 著者名/発表者名
      Takeo Hyodo
    • 雑誌名

      Proceedings of the 5th Asian Conference on Electrochemistry

      ページ: O-2-O-5

  • [雑誌論文] Preparation of Macroporous Europium-doped Tin Dioxide Thick Film and Their Optical Properties2005

    • 著者名/発表者名
      Takako Ishibashi
    • 雑誌名

      Proceedings of the 5th Asian Conference on Electrochemistry

      ページ: 2P10

  • [雑誌論文] Nanotechnology for Robust Sensor Device Technology2005

    • 著者名/発表者名
      Harry L.Tuller
    • 雑誌名

      Proceedings of International Symposium for Advanced Sensor Technologies

      ページ: 9-16

  • [雑誌論文] Porous Tin Dioxide Materials for Gas Sensor Application2005

    • 著者名/発表者名
      Makoto Egashira
    • 雑誌名

      Materials Research Society Symposium Proceedings Vol.828

      ページ: 3-12

  • [雑誌論文] Thermally Stable Mesoporous SnO_2 and TiO_2 Powders for Semiconductor Gas Sensor Application2005

    • 著者名/発表者名
      Yasuhiro Shimizu
    • 雑誌名

      Ceramic Engineering and Science Proceedings Vol.26

      ページ: 37-48

  • [雑誌論文] Mesoporous Tin Dioxide Powders for Semiconductor Gas Sensor Materials-Effects of Various Additives on the Mesostructure and the H_2 Sensing Properties-2005

    • 著者名/発表者名
      Takeo Hyodo
    • 雑誌名

      Technical Digest of The 6th East Asia Conference on Chemical Sensors

      ページ: 114-115

  • [雑誌論文] Role of Noble Metalsw in Sensing Performance of SnO_2 Sensors Modified with Mesoporous SnO_2 Layer2005

    • 著者名/発表者名
      Yasuhiro Shimizu
    • 雑誌名

      Technical Digest of The 6th East Asia Conference on Chemical Sensors

      ページ: 177-178

  • [雑誌論文] Synergy Effect of Noble Metal-loading and Surface Modification with Mesoporous SnO_2 on the Gas-sensing Properties of SnO_22005

    • 著者名/発表者名
      Seiichiro Itami
    • 雑誌名

      Technical Digest of The 6th East Asia Conference on Chemical Sensors

      ページ: 540-541

  • [雑誌論文] 酸化物半導体粉末表面へのメソポーラスSnO_2の修飾と貴金属担持によるガスセンサ特性の改良2005

    • 著者名/発表者名
      伊丹誠一郎
    • 雑誌名

      Chemical Sensors Vol.21, No.A

      ページ: 28-30

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公開日: 2007-04-02   更新日: 2016-04-21  

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