排ガス監視用高性能マルチアレイ車載センタの開発

高性能多阵列尾气监测车载中心的开发

• 批准号: 07F07071
• 负责人: 三浦 則雄
• 金额: $ 1.41万
• 依托单位: Kyushu University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2007
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2007 至 2008
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-07F07071/
• 关键词: イオン導電体; 安定化ジルコニア; NOxセンサ; NH_3センサ; トータル炭化水素; 混成電位; 車載センサ; 排ガスセンサ; 車載センサング

自動車排ガス中の大気汚染物質を低減させるために、自動車排ガス処理システムを制御および監視できるセンサが望まれている。本研究では、検知極材料の探索およびその構造を検討することにより、自動車排ガス中の窒素酸化物(NOx)、炭化水素(HC)およびアンモニア(NH_3)を高感度かつ選択的に検知できる検知極を見出し、これらのガスを同時検出可能な車載用YSZ系マルチアレイセンサの研究を進め、本年度は以下のような成果を得た。1)NH_3センサの応答特性:新たに見出したNiO/Au系積層型検知極素子の応答特性を調べたところ、20〜100ppmの濃度範囲でNH_3を高感度、高選択的に検知できることがわかった。また、NH_3感度は共存する水蒸気の影響をほとんど受けず、作動させた約2ヶ月間安定であることがわかった。2)Ni-Co系検知極の検討:高温でNO_2を検知できることを見出しているNiO検知極のさらなる特性改善を目指して検討した。その結果、Ni_<1-x>Co_xO固溶体検知極が800℃において、固溶体組成によってNO_2を高感度または高選択的に検知できることがわかった。これは、気相触媒活性や電気化学反応活性を制御できたためであると考えられる。3)トータルHC濃度の測定:Zn系酸化物を検知極に用いたセンサ素子を作製し、そのガス応答特性について評価したところ、ZnCr_2O_4検知極が作動温度550℃においてHCに対して選択的に応答した。この時、ガス感度は共存するCO_2、水蒸気および酸素の各濃度変化にほとんど影響されずに安定に作動した。また、種々のHCに対する感度は炭素数に比例し、数種類のHCを混合したガスに対する感度がトータルHC濃度に比例した。さらに、検知極にYSZ厚膜層を付加して積層構造とすることで、応答特性が大幅に改善されることがわかった。

需要传感器可以控制和监视汽车排气处理系统，以减少汽车排气气中的空气污染物。在这项研究中，通过搜索检测电极材料并检查其结构，我们发现了可以检测氮氧化物（NOX），碳氢化合物（HC）和氨（NH_3）的氮氧化物（NOX），具有高敏感性和选择性检测，并在基于YSZ YSZ的基于YSZ的多个气体中进行研究，并实现了基于YSZ YSZ的基于In-Vehicle YSZ的传感器的研究。 年。 1）NH_3传感器的响应特征：当我们研究了新发现的基于NIO/AU的多层检测极元件的响应特征时，我们发现可以在20至100 ppm的浓度范围内使用高灵敏度和高度选择性检测来检测NH_3。此外，发现NH_3敏感性几乎不受并存的水蒸气影响，并且在操作后稳定了大约两个月。 2）基于Ni-CO的检测两极的研究：我们已经研究了NIO检测两极的特征进一步改善，这些特征发现可以在高温下检测到NO_2。结果，发现可以在800°C下以高灵敏度或选择性灵敏度检测到NO_2，具体取决于固定溶液组成。这被认为是因为可以控制气相催化活性和电化学反应活性。 3）总HC浓度的测量：使用基于Zn的氧化物的传感器元件制造了检测电极，并评估了气体响应特性。 ZNCR_2O_4检测电极在550°C的工作温度下选择性响应。目前，气体敏感性稳定地运行，而不会受到存在的CO_2，水蒸气和氧气的变化的影响。此外，对各种HC的敏感性与碳原子的数量成正比，对气体与几种HC混合的气体敏感性与总HC浓度成正比。此外，发现在检测极中添加YSZ厚的膜层以产生层压结构可显着提高响应特征。

项目成果

Zirconia-based Sensor Using ZnCr_2O_4 Sensing-electrode for Measurement of Total Concentration of Various Hydrocarbons

采用ZnCr_2O_4传感电极的氧化锆传感器测量各种碳氢化合物的总浓度

• 发表时间: 2008
• 期刊: Electrochem. Solid-State Lett. 11(10)
• 作者: T. Ueda;P. Elumalai;V. V. Plashnitsa;N. Miura;Yasuhiro Saito;Shintaro Ida;P. Elumalai;N. Miura;Shu Yin;Y. Fujio
• 通讯作者: Y. Fujio

Sensing Characteristics of Potentiometric Hydrocarbon Sensor Based on Stabilized Zirconia and Oxide Sensing-Electrode

基于稳定氧化锆和氧化物传感电极的电位式碳氢化合物传感器的传感特性

• 发表时间: 2008
• 作者: V. V. Plashnitsa;P. Elumalai;Y. Fujio;N. Miura;V.V. Plashnitsa;P. Elumalai;藤尾侑輝;Y. Fujio
• 通讯作者: Y. Fujio

Ammonia Sensing Characteristics of YSZ-Based Mixed-Potential-Type Sensor Using NiO/Au Sensing-Electrode

使用 NiO/Au 传感电极的 YSZ 混合电位型传感器的氨传感特性

• 发表时间: 2008
• 作者: V. V. Plashnitsa;P. Elumalai;Y. Fujio;N. Miura;V.V. Plashnitsa;P. Elumalai
• 通讯作者: P. Elumalai

Zn系酸化物検知極を用いた混成電位型ジルコニアセンサの炭化水素検知特性

使用锌基氧化物检测电极的混合电位型氧化锆传感器的碳氢化合物检测特性

• 发表时间: 2008
• 作者: V. V. Plashnitsa;P. Elumalai;Y. Fujio;N. Miura;V.V. Plashnitsa;P. Elumalai;藤尾侑輝
• 通讯作者: 藤尾侑輝

Improvement in Sensing Performances of Amperometric YSZ-based Hydrocarbon Sensor

基于 YSZ 的电流型碳氢化合物传感器传感性能的改进

• 发表时间: 2007
• 作者: T.;Ueda
• 通讯作者: Ueda