2002 Fiscal Year Annual Research Report

多価イオンを伝導種とする新規固体電解質を用いた環境保全用化学センサの開発

Research Project

Project/Area Number	13555241
Research Institution	Osaka University
Principal Investigator	今中信人大阪大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (30192503)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	黒岩孝朗株式会社山武, 研究開発本部, 次長増井敏行大阪大学, 大学院・工学研究科, 助手 (00304006)
Keywords	化学センサ / 固体電解質 / 多価イオン / 窒素酸化物 / 塩素 / 炭酸ガス / アンモニア
Research Abstract	窒素酸化物(NOx)ガスは大気汚染を引き起こす毒性ガスであり、地球環境保全のためにはNOxガスの大気中への排出量を極力削減する必要がある。効果的に削減するためには、個々の発生源でのその場計測が必要であり、小型で精度良くNOxガスを検出できるセンサの開発が望まれている。本研究では、3価のAl^<3+>イオン伝導性固体電解質と安定化ジルコニアを組み合わせ、検出極に耐水性に優れる酸化ガドリニウムと亜硝酸カリウムとの固溶体を用いた新規なNOxガスセンサの開発を行った。 450℃においてNOガス検出特性を調べた結果、NO濃度の増加および減少時どちらにおいても理論通りの応答を示し、また、応答速度も約15分と迅速であった。一方、NO_2ガスに対する応答特性を調べたところ、NO_2に対してもNOガスの場合と同様、理論通りの応答を示すことが明らかとなった。さらに、NOとNO_2ガスに対するセンサ出力は、同濃度のガスに対して同程度の値を示したことから、個々のガス種に対する優れた検出特性に加えて、これらガスの混合ガス中でトータルNOxガス濃度が測定できると考え、NO+NO_2のトータル濃度を一定にし、混合割合を種々変化させたガス中でセンサ出力を測定した結果、全ての混合割合において一定のセンサ出力が得られることが分かった。以上のことから、固体電解質に3価のAl^<3+>イオン伝導性固体電解質と安定化ジルコニアを、検出極に酸化ガドリニウムと亜硝酸カリウムとの固溶体を用いたセンサは、個々のNOxガスのみばかりでなく、トータルNOxガス濃度がその場計測できる新規なNOxガスセンサとなることがわかった。

Research Products
(6 results)

All Other

All Publications (6 results)

[Publications] N.Imanaka: "A Carbon Dioxide Gas Sensing with the Combination of Multivalent Cation and Anion Conductors with Water Insoluble Oxycarbonate Based Auxiliary Electrode"Analytical Chemistry. 74. 4800-4804 (2002)
[Publications] N.Imanaka: "Nitrogen Monoxide Gas Sensor Based on Solid Electrolytes with Water-insoluble Oxide Based Auxiliary Electrode"Electrochem. and Solid-State Letters. 5. H25-H26 (2002)
[Publications] N.Imanaka: "Rare Earth Ion Conduction in Tungstate and Phosphate Solids"J. Alloys and Compounds. 344. 137-140 (2002)
[Publications] N.Imanaka: "Extraordinary High Chloride Ion Conducting Solid Electrolyte Based on Water-insoluble Lanthanum Oxychloride"Angew. Chem. Int. Ed. Engl.. 41. 3890-3892 (2002)
[Publications] N.Imanaka: "A New Type of Chlorine Gas Sensor with the Combination of Cl^-anion and Al^<3+> Cation Conducting Solid Electrolytes"Materials Letter. (印刷中).
[Publications] N.Imanaka: "The Development of Multivalent Ion Conductors and Their Application for Chemical Sensors"Ionics. (印刷中).

2002 Fiscal Year Annual Research Report

多価イオンを伝導種とする新規固体電解質を用いた環境保全用化学センサの開発

Principal Investigator

今中 信人 大阪大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (30192503)

Research Products

[Publications] N.Imanaka: "A Carbon Dioxide Gas Sensing with the Combination of Multivalent Cation and Anion Conductors with Water Insoluble Oxycarbonate Based Auxiliary Electrode"Analytical Chemistry. 74. 4800-4804 (2002)

[Publications] N.Imanaka: "Nitrogen Monoxide Gas Sensor Based on Solid Electrolytes with Water-insoluble Oxide Based Auxiliary Electrode"Electrochem. and Solid-State Letters. 5. H25-H26 (2002)

[Publications] N.Imanaka: "Rare Earth Ion Conduction in Tungstate and Phosphate Solids"J. Alloys and Compounds. 344. 137-140 (2002)

[Publications] N.Imanaka: "Extraordinary High Chloride Ion Conducting Solid Electrolyte Based on Water-insoluble Lanthanum Oxychloride"Angew. Chem. Int. Ed. Engl.. 41. 3890-3892 (2002)

[Publications] N.Imanaka: "A New Type of Chlorine Gas Sensor with the Combination of Cl^-anion and Al^<3+> Cation Conducting Solid Electrolytes"Materials Letter. (印刷中).

[Publications] N.Imanaka: "The Development of Multivalent Ion Conductors and Their Application for Chemical Sensors"Ionics. (印刷中).

今中信人大阪大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (30192503)