JPS60211347A - 水素ガスセンサ− - Google Patents

水素ガスセンサ−

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JPS60211347A
JPS60211347A JP59069335A JP6933584A JPS60211347A JP S60211347 A JPS60211347 A JP S60211347A JP 59069335 A JP59069335 A JP 59069335A JP 6933584 A JP6933584 A JP 6933584A JP S60211347 A JPS60211347 A JP S60211347A
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JP
Japan
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hydrogen gas
film
electrode
sensor
platinum
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JP59069335A
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JPH053539B2 (ja
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Nobuyuki Yoshiike
信幸 吉池
Shigeo Kondo
繁雄 近藤
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/02—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance
    • G01N27/04—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance
    • G01N27/12—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance of a solid body in dependence upon absorption of a fluid; of a solid body in dependence upon reaction with a fluid, for detecting components in the fluid

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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、水素ガスの気体中に含有される量を電気的信
号として検出する水素ガスセンサーに関する。
従来例の構成とその問題点 最近、エネルギー需要の増大、環境汚染によるクリーン
エネルギーの要望から、水素ガスをエネルギー源に使用
しようとする要求が高まっている。
一方、水素ガスは、−引火点が低く危険性の高いガスで
あることから、水素ガスのガス濡れを検出するガスセン
サーの要求も高まりつつある。
従来、一般に使用されている水素ガスセンサーは、加熱
白金線において水素ガスを燃焼させることによる白金線
の電気抵抗値変化を利用したものである。このようなセ
ンサーにおいては、次の欠点を有していた。すなわち、
水素ガス以外のイソブタン、プロパン等の可燃性のガス
が共存ｌする場合にも、水素ガスと同様に感知してしま
い誤動作する。そのため水素ガスだけを感知できる信頼
性の高いセンサーが望まれていた。
従来より、酸化タングステン（ＷＯ２）が白金等の触媒
により水素と反応することが知られている。
その反応機構は、酸化タングステンと白金もしくはパラ
ジウム等の接触界面において、水素ガスが酸化タングス
テン中にＩｎｔｅｒｃａ／ａｔｉｏｎ（Ｓｐｉ４．／ｏ
ｖｅｒ現象とも言う）することであり、その結果、生成
したタングステンブロンズの電気抵抗が、極端に低くな
る。
このような現象を利用したものとして、例えば特開昭５
７−７４６４８号公報には、スパッタ蒸着によるＷＯ３
膜を利用したガスセンサーが記載されている。しかし、
とのＷＯ３膜は多結晶体であり、水素ガスに対して感度
の低いものであった。
発明の目的 本発明は、このＷＯ３膜を利用する水素ガスセンサーを
改良して、より感度を高くすることを目的とする。
発明の構成 本発明は、充填密度の低いアモルファスＷＯ３膜が水素
ガスに対して高感度であることを見出したことに基づく
もので、第１の電極上にアモルファスＷＯ３膜を形成し
、その上に第２電極として白金もしくはパラジウムの薄
膜を設けたものである。
本発明では、前記のように、触媒金属の白金もしくはパ
ラジウムが第２の電極を兼用しているのなお、ＷＯ２の
充填密度は４．０〜６　、Ｏｙ／ｍＡ、その膜厚は１０
０〜１００００人が好ましい。
実施例の説明 実施例１ セラミック・ガラス等の絶縁性基板上に、Ｐｔ。
Ｐｄ、Ｎｉ　、Ｔｉ　、Ｔａ、Ａ（１，Ａｑ、ＡＩ等の
金属もしくはＩｎ２ｏ３．５ｎｏ２等の半導体からなる
第１の電極を設け、その上に真空蒸着法によってアモル
ファスＷＯ３膜を形成し、さらにその上にパラジウムを
蒸着によって積層し、第２の電極を設けた。
第１図は上記のようにして構成した水素ガスセンサーを
示すもので、１は基板、２は第１の電極、３はＷＯ３膜
、４は第２の電極である。ＷＯ２の充填密度は５　、４
　ｐ／ｃｔｌｉ、その膜厚は３０００人であり、第２の
電極の膜厚は５００人である。
なお、６および６はそれぞれ第１および第２の電極のリ
ード、７は電気抵抗の検出器である。
上記のセンサー部に一定濃度の水素ガスを吹きつけると
、第１電極と第２電極間の抵抗が大きく変化する。水素
ガス濃度と電極間の抵抗値の関係を第２図に示す。
なお、電気抵抗値の測定は、±５０　ｍＶ、　６０Ｈｚ
で行なった。測定値は水素ガス吹きつけ後３秒後の値で
ある。この後、センサー部に空気を吹きつけると、５〜
１０秒以内に元の状態に回復した。
実施例２ 実施例１においてアモルファスＷＯ３膜の蒸着時の真空
度をかえて異なった充填密度の膜を３０００人の厚みに
蒸着し、実施例１と同様のセンサーを構成して試験した
。
その結果、充填密度が低くなる膜はど水素ガスに対する
感度が高くなった。しかし、充填密度が低くなるとＷｏ
３膜自身が脆くなり、安定性に欠けることが判かった。
安定で、かつ高感度のＶＶＯ３膜としては、充填密度４
ｏ〜６ｔ　Ｏｆ／ｃ、ａの範囲のものが好捷しかった。
さらに、ＷＯ３膜の充填密度を５．４ｙ／ｃ？ｌ！と一
定にして蒸着膜厚を変化させて検討した結果、薄い状態
の膜はど高い感度を示した。好ましい膜厚は１００〜１
００００人の範囲であった。
実施例３ 実施例１において、第２電極のパラジウムにかえて、白
金を用いたセンサーを作成し、水素ガスに対する感度を
測定した結果、実施例１とほぼ同程度の感度が得られた
。
実施例４ 実施例１において、第２電極のパラジウムの蒸着膜厚の
異なるセンサーを作成した。パラジウム膜厚が薄い程■
ｏ３への水素ガスのインターカレーション反応は速くな
るが、電極自身の電気抵抗が高くなる。パラジウム膜厚
は１００〜１０００人が好ましいものであった。白金に
ついても同様であった。
発明の効果 以上のように、本発明によれば、構造が簡単で高感度の
安定した水素ガスセンサーが得られる。
また、このセンサーは、他の可燃性ガスに応答すること
がないので、信頼性の高いものである・
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の水素ガスセンサーの実施例を示す要部
を断面にした図、第２図は水素ガス濃度とセンサーの電
気抵抗値の関係を示す図である。 １・・・・・基板、２・・・・・・第１の電極、３・・
・・・・ｗＯ３膜、４・・・・・・第２の電極。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第１
図 第２図 Ｈｅ　ＪＬｊｌｌ　ｔｐｐｒｎ）

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）第１の電極上にアモルファス酸化タングステン層
    を設け、さらにその上に第２電極として白金もしくはパ
    ラジウムの薄膜層を積層したことを特徴とする水素ガス
    センサー。
  2. （２）前記酸化タングステン層が、充填密度４．０〜６
    　、Ｏｆ／ｃｔＡで、かつ膜厚１００〜１００００人で
    ある特許請求の範囲第１項記載の水素ガスセンサー。
  3. （３）前記白金もしくはパラジウムの膜厚が１００〜１
    ｏｏＯ人である特許請求の範囲第２項記載の水素ガスセ
    ンサー。
JP59069335A 1984-04-06 1984-04-06 水素ガスセンサ− Granted JPS60211347A (ja)

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