JPS63140954A - 気体中の水素濃度を監視するためのセンサー - Google Patents

気体中の水素濃度を監視するためのセンサー

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JPS63140954A
JPS63140954A JP62282937A JP28293787A JPS63140954A JP S63140954 A JPS63140954 A JP S63140954A JP 62282937 A JP62282937 A JP 62282937A JP 28293787 A JP28293787 A JP 28293787A JP S63140954 A JPS63140954 A JP S63140954A
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JP
Japan
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sensor
gas
hydrogen
solid electrolyte
sensor according
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Pending
Application number
JP62282937A
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English (en)
Inventor
ソニャー・アメンデ
ハルトマット・エーアトマン
ハインツ−ヴェルナー・エッツコルン
クラウス・ツコール
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Battelle Institut eV
Original Assignee
Battelle Institut eV
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Publication date
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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
    • G01N27/26—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
    • G01N27/403—Cells and electrode assemblies
    • G01N27/406—Cells and probes with solid electrolytes
    • G01N27/407—Cells and probes with solid electrolytes for investigating or analysing gases
    • G01N27/4073—Composition or fabrication of the solid electrolyte
    • G01N27/4074—Composition or fabrication of the solid electrolyte for detection of gases other than oxygen

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  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
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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】 本発明は気体中の水素濃度を監視するたぬのセンサーに
関する。
水素センサーは知られている。それは一般に半導体酸化
物により作動する。その場合の欠点は、半導体酸化物は
摂氏数百度に加熱しなければならないこと、センサーの
所要時間がきわめて長し・こと、および他の気体に対し
ても高い感度示すことである。
本発明は気体中の水素濃度を監視するためのセンサーを
提供するという課題に基づくものであり、その際これは
安価に製造でき、特に検出すべき水素に関するきわぬて
わずかな所要時間によって優れており、検出すべきでな
い他の気体に対する交差感度（Ｑｕｅｒｅｍｐｆｉｎｄ
ｌｉｃｈ　Ｋｅｉｔ　）ができるだけ低いことと結びつ
くものでなければならない。
この課題は、固体電解質を備え、これに叡視すべき気体
に暴露された、金属白金またはその酸化物からなる検出
電極（Ｎａｃｈｗｅｉｓｅｌｅｋｔｒｏｄｅ　）、およ
び参照電極が接していることを特徴とする本発明によっ
て解決される。
検出電極の周りが水素含有気体によって洗われると、水
素はセンサーと化学的に反応する。この′４極に生じた
電位または電位変化を次いで電子工学的に評価するか、
またはさらに処理することができる。その際本発明は、
監視すべき気体中に含有される水素が検出電極と化学的
に反応し、これにより検出信号を発する起電力がセンサ
ーに与えられるという事実をも利用している。
固体電解質としては特にナジコン（Ｎａ５ｉｃｏｎχチ
トジコン（Ｔｉｔｓｉｃｏｎ　）、ヒビンスカイト（Ｋ
ｈｉｂｉｎｓｋｉｔ　）ワッデアイトまたはβ−Ａｌ２
Ｏ３が適している。
本発明の重要な形態は、固体電解質および各′電極を厚
膜法（Ｄｉｃｋｓｈｉｃｈｔｔｅｃｈｎｉｋ　）により
支持体上に施すことを特徴とする。この方法によって本
発明のセンサーを大量にかつ安価に製造することかでき
る。しかし他の製法、たとえば蒸漸法も採用でさ、適切
である。
センサーを、ガラス、プラスチックその他の適切な材料
からなり、検出電極の表面の少なくとも一部を覆わない
カバーで密封することが好ましい。
センサーの下側が支持体で覆われているならば、カバー
はセンサーの上側のみを覆うだけでよい。
さらに、検出電極が白金、パラジウムまたは酸化パラジ
ウムから形成さｔていることか有利である。パラジウム
は金属白金の最大水素導電率を与え、このため高いセン
サー選択性が得られる。さらに参照電極が安定なナトリ
ウムイオン活性をもつ材料から作成されていること、ま
た参照電極がナトリウム−タングステン青銅からなるこ
とが有利である。ナトリウム−タングステン青銅の使用
により、参照電極と固体電解質の間の電位が一定に保た
れる。
本発明を以下において具体例に基づいてより詳細に説明
する。これからより重要な特色が明らかになるであろう
。
第１図は電極が平面状に配列した第１形態における本発
明のセンサーを概略的に示す。
第２図は本発明のセンサーの他の形態を示し、この場合
各電極が横方向に配列されている。
市販の支持体材料１（たとえば９６％Ａｌ２Ｏ，）上に
数工程で平面状（第１図）または横方向（第２図）の配
列で電極および固体電解質、すなわち固体電解質３の参
照電極２、および検出電極４を厚板法によりプリントす
る。電極２，４は市販の接続導線または接点５を備えて
いる。検出電極はたとえば白金、パラジウムまたは酸化
パラジウムから形成しうる。参照電極は一定のナトリウ
ムイオン活性をもつ材料、たとえばナトリウム−タング
ステン青銅から作成しうる。各プリント工程後に各層を
一定の条件下で焼結または燃焼または酸化させる。最終
工程において、電極２，４を接続導線５と接続したのち
、固体電解質３および一部の噴出電極４の表面をガラス
製またはプラスチック製のカバー６で密封することがで
きる。
電極の材料としては市販の白金−またはパラジウムペー
ストを用いることができる。固体電解質のためのプリン
ト用ペーストは、たとえばナジコン電解質粉末を厚膜用
ペーストとして慣用されるビヒクル（たとえばテルピネ
オールを含むエチルセルロース）と適正な割合で混合す
ることによって得られる。ナジコン電解質粉末はたとえ
ば粉末混合物を焼結し、次いで粉砕することによって、
あるいはゾルゲル法（Ｓｏｌｇｅｌｖｅｒｆａｈｒｅｎ
　）により調製される。
カバーとしては市販のカバー材料（ケイ素、フェス）あ
るいは市販の誘電ペーストまたはオーバーガラスペース
トのプリント層が適している。
ナジコンからなる固体゛電解質はＮａ、　＋ｘ　Ｚｒ２
ｓ　；　ＸＰ３　　ＸＯ１２（式中Ｏくｘく３である）
の化学式をもつ。実験に際してｘ　＝　２．２またはｘ
　＝　２のものを用い、こしらの実験は良好な結果を与
えた。
従って、被４験水素ガスと本発明のセンサーとの間の電
気化学的反応によってこれらがきわめて速やかに反応し
、それらの接続導春を通して短い所要時間後に信号を発
し、これを同様に厚膜法により得られた後続の電子工学
的装置により処理しうろことが明らかである。
【図面の簡単な説明】
第１図は電極が平面状に配列した第１形態におけろ本発
明のセンサーを概略的に示す。 第２図は本発明のセンサーの他の形態を示し、この場合
各電極が横方向に配列されている。これらの図において
記号は下記のものを表わす。 １：支持体　　　　　　　４：検出電極２：参照電甑　
　　　　　５：接点 ３：固体電解質　　　　　６：カバー ＦＩＧ、　２

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）固体電解質（３）を備え、これに監視すべき気体
    に暴露された、金属白金またはその酸化物からなる検出
    電極（４）、および参照電極（２）が接していることを
    特徴とする、気体中の水素濃度を監視するためのセンサ
    ー。
  2. （２）固体電解質（３）がナジコン、チトジコトン、ヒ
    ビンスカイト、ワッデアイトまたはβ−Ａｌ＿２Ｏ＿３
    からなることを特徴とする、特許請求の範囲第１項に記
    載のセンサー。
  3. （３）固体電解質（３）および電極（２、４）が厚膜法
    により支持体（１）上に施されていることを特徴とする
    、特許請求の範囲第１項または第２項に記載のセンサー
    。
  4. （４）センサーが検出電極の表面の少なくとも一部を覆
    わないカバー（６）で密封されていることを特徴とする
    、特許請求の範囲第１項ないし第３項のいずれかに記載
    のセンサー。
  5. （５）検出電極（４）が白金、パラジウムまたは酸化パ
    ラジウムから形成されていることを特徴とする、特許請
    求の範囲第１項に記載のセンサー。
  6. （６）参照電極（２）が安定なナトリウムイオン活性を
    もつ材料から作成されていることを特徴とする、特許請
    求の範囲第１項に記載のセンサー。
  7. （７）参照電極（２）がナトリウム−タングステン青銅
    からなることを特徴とする、特許請求の範囲第６項に記
    載のセンサー。
JP62282937A 1986-11-21 1987-11-09 気体中の水素濃度を監視するためのセンサー Pending JPS63140954A (ja)

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DE3639802.0 1986-11-21
DE19863639802 DE3639802A1 (de) 1986-11-21 1986-11-21 Sensor zur ueberwachung von wasserstoffkonzentrationen in gasen

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EP (1) EP0268768B1 (ja)
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007248334A (ja) * 2006-03-17 2007-09-27 New Industry Research Organization 還元性ガス検知素子及びその製造方法
JP2007248335A (ja) * 2006-03-17 2007-09-27 New Industry Research Organization 還元性ガス検知素子

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
USRE34248E (en) * 1988-09-15 1993-05-11 Bell Communications Research, Inc. Primary source of electrical energy using a mixture of fuel and oxidizer
JPH03183943A (ja) * 1989-12-14 1991-08-09 Hitachi Ltd 酸素センサ
DE4022136A1 (de) * 1990-07-11 1992-01-23 Battelle Institut E V Co(pfeil abwaerts)2(pfeil abwaerts)-sensor
DE4023130A1 (de) * 1990-07-20 1992-01-23 Battelle Institut E V Verfahren zur herstellung einer ionensensitiven arbeitselektrode eines schwermetallionen-sensors
DK172889B1 (da) * 1991-04-30 1999-09-06 Pbi Dev As Halvcelle til brug i en ionledende keramisk sensor og keramisk sensor
US5451920A (en) * 1992-10-06 1995-09-19 Martin Marietta Energy Systems, Inc. Thick film hydrogen sensor
DE4305930C2 (de) * 1993-02-26 1997-07-17 Roth Technik Gmbh Festelektrolytsensor zur Messung gasförmiger Anhydride
DE19536719C2 (de) * 1995-09-30 1997-09-11 Dresden Ev Inst Festkoerper Wasserstoffsensitives Bauelement
US6120835A (en) * 1998-10-05 2000-09-19 Honeywell International Inc. Process for manufacture of thick film hydrogen sensors
US6638416B2 (en) * 2001-09-24 2003-10-28 Delphi Technologies, Inc. Hydrogen sensing process
US20040084308A1 (en) * 2002-11-01 2004-05-06 Cole Barrett E. Gas sensor
EP2058649B1 (de) * 2007-11-06 2011-06-29 Micronas GmbH Sensor-Brennstoffzelle
TWI410625B (zh) * 2008-12-31 2013-10-01 Ind Tech Res Inst 氣體感測材料及包含其之氣體感測器
RU2525643C2 (ru) * 2012-11-19 2014-08-20 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт механики Уральского отделения РАН Датчик водорода
CN109769394B (zh) * 2017-09-04 2022-04-22 新唐科技日本株式会社 气体传感器及其制造方法、气体检测装置、燃料电池汽车

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3475223A (en) * 1966-05-02 1969-10-28 Ford Motor Co Fuel cell
US3825482A (en) * 1972-02-16 1974-07-23 Univ Iowa State Res Found Inc Ion-selective electrodes using tungsten bronzes as active element
US3843400A (en) * 1972-09-18 1974-10-22 Westinghouse Electric Corp Solid electrolyte cell
US4166009A (en) * 1974-07-03 1979-08-28 National Research Development Corporation Method for detecting elements
US4111777A (en) * 1974-09-04 1978-09-05 National Research Development Corporation Ion-sensitive electrodes
US4024036A (en) * 1975-02-03 1977-05-17 Agency Of Industrial Science & Technology Proton permselective solid-state member and apparatus utilizing said permselective member
US4049891A (en) * 1976-06-21 1977-09-20 Massachusetts Institute Of Technology Compositions for fast alkali-metal-ion transport
JPS584985B2 (ja) * 1978-05-10 1983-01-28 株式会社日立製作所 ガス検知素子
FR2444272A1 (fr) * 1978-12-12 1980-07-11 Thomson Csf Capteur electrochimique des concentrations d'especes dans un melange fluide du type a electrode de reference interne de pression partielle
DE3110571A1 (de) * 1981-03-18 1982-09-30 Max Planck Gesellschaft Neue wasserstoff leitende verbindungen, ihre herstellung und verwendung
US4377460A (en) * 1981-10-19 1983-03-22 Westinghouse Electric Corp. Solid electrolyte gas sensing apparatus
GB2128751B (en) * 1982-10-15 1986-01-29 Nat Res Dev Hydrogen concentration meter
DE3337332A1 (de) * 1982-10-15 1984-04-19 Nat Res Dev Wasserstoffkonzentrationsmessgeraet
US4689122A (en) * 1983-12-29 1987-08-25 Uop Inc. Gas detection apparatus and method with novel electrolyte membrane
US4560444A (en) * 1983-12-29 1985-12-24 Uop Inc. Gas detection with novel electrolyte membrane and solid internal reference

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007248334A (ja) * 2006-03-17 2007-09-27 New Industry Research Organization 還元性ガス検知素子及びその製造方法
JP2007248335A (ja) * 2006-03-17 2007-09-27 New Industry Research Organization 還元性ガス検知素子

Also Published As

Publication number Publication date
DE3766600D1 (de) 1991-01-17
EP0268768A3 (en) 1989-08-23
US4908118A (en) 1990-03-13
DE3639802A1 (de) 1988-05-26
EP0268768A2 (de) 1988-06-01
EP0268768B1 (de) 1990-12-05

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