JP2004125513A

JP2004125513A - 水素センサ及び水素センサを備えた電解水生成器

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Publication number: JP2004125513A
Application number: JP2002287770A
Authority: JP
Inventors: Sumiaki Nakano; 仲野　純章; Sakae Uchinashi; 内梨　栄
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 2002-09-30
Filing date: 2002-09-30
Publication date: 2004-04-22
Anticipated expiration: 2022-09-30
Also published as: JP3979250B2

Abstract

【課題】気相中或いは液相中における水素濃度を測定するにあたり、感応部に高温をかける必要がなく、且つ隔膜や電解液を不要としてこれらの劣化を防止すると共に小型軽量化を可能とすることができる水素ガスセンサを提供する。
【解決手段】気相１７中の水素濃度を測定する水素センサ１は、水素を含む気相１７と接触することにより電気抵抗変化を生じる感応部２を備え、この感応部２は水素吸蔵性の単体金属又は合金で形成される。また液相１８中の溶存水素濃度を測定する水素センサ１は、水素が溶存している液相１８と接触することにより電気抵抗変化を生じる感応部２を備え、この感応部２が、ナノカーボン材料、水素吸蔵性の単体金属、水素吸蔵性の合金から選択される材料で形成される。
【選択図】　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、気相中の水素濃度を測定する水素センサ、液相中の溶存水素濃度を測定する水素センサ、及びこの水素センサを備えた電解水生成器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
感応部の電気抵抗値変化を利用する形式の、気相中の水素濃度を検出する水素センサは、従来、半導体表面へのガスの吸着や反応によって、半導体素子の電気抵抗が変化し、これを検出するという半導体センサがあった。
【０００３】
この場合、センサ部に水蒸気等の不純物が付着したり反応したりすると、水素ガス以外に起因する抵抗変化が生じないようにするために、センサ部を加熱する必要があった（特許文献１、特許文献２等参照）。
【０００４】
また、従来の液相中の溶存水素濃度を測定する水素センサは、いわゆる隔膜型ポーラログラフ方式が実用化されており（例えば東亜ＤＤＫ社製の溶存水素計；品番ＤＨＤＩ−１）、これは、気体透過型の隔膜を使用し、隔膜を通して水素が電解液中に浸透・拡散し、その結果、電解液中のアノード−カソード間に水素ガスの酸化反応に起因する電流が流れ、その時の電流値から溶存水素濃度を求めるものであった（特許文献３参照）。
【０００５】
しかし、この場合、隔膜として高分子隔膜を使用しているため、長期的に見ると隔膜の劣化は避けられず、また電解液を必要とするため電解液の劣化の問題があり、またセンサの重量が増大したり小型化が困難となるといった問題もあった。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００２−７１６１１号公報
【特許文献２】
特許第３２３１２０号公報
【特許文献３】
特開平５−２３２０８０号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、気相中或いは液相中における水素濃度を測定するにあたり、感応部に高温をかける必要がなく、且つ隔膜や電解液を不要としてこれらの劣化を防止すると共に小型軽量化を可能とすることができる水素ガスセンサ、及びこの水素ガスセンサを備えた電解水生成器を提供することを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る水素センサは、気相１７中の水素濃度を測定する水素センサ１であって、水素を含む気相１７と接触することにより電気抵抗変化を生じる感応部２を備え、この感応部２は水素吸蔵性の単体金属又は合金で形成されることを特徴とするものである。
【０００９】
また請求項２に係る水素センサは、液相１８中の溶存水素濃度を測定する水素センサ１であって、水素が溶存している液相１８と接触することにより電気抵抗変化を生じる感応部２を備え、この感応部２が、ナノカーボン材料、水素吸蔵性の単体金属、水素吸蔵性の合金から選択される材料で形成されることを特徴とするものである。
【００１０】
また請求項３の発明は、請求項２において、感応部２と同時に液相１８に接触する補助電極４と、感応部２と補助電極４の間への電圧の印加とその停止とを切替可能な電源部３とを具備することを特徴とするものである。
【００１１】
また請求項４の発明は、請求項３において、電源部３が、感応部２と補助電極４との間に印加される電圧の極性を切替可能なものであること特徴とするものである。
【００１２】
また請求項５の発明は、請求項２乃至４のいずれかにおいて、感応部２をナノカーボン材料で形成し、その表面をＰｄ，Ｎｂ，Ｔｉ，Ｖ，Ｔａ，Ｓｃ，Ｙ，Ｌａ，Ａｃ，Ｃｕ，Ｆｅ，Ｎｉ，Ｐｔ，Ａｌ，Ｍｏ，Ｗ，Ｚｒ，Ｍｇ，Ｃｒ，Ｍｎ，Ｔｃ，Ｒｅ，Ｒｕ，Ｏｓ，Ｃｏ，Ｒｈ，Ｉｒ，Ｈｆ，Ａｇ，Ａｕ，Ｓｎ，Ｐｂ，Ｔｌ，Ｎａ，Ｋ，Ｃａ，Ｌｉ，Ｂｅ，Ｒｂ，Ｓｒ，Ｃｓ，Ｂａ，Ｆｒ，Ｒａ，Ｚｎ，Ｉｎ，Ｇｅ，Ｓｉ，Ｓｂ，Ｂｉ，Ｐｏから選択される金属により被覆することを特徴とするものである。
【００１３】
また請求項６の発明は、請求項１乃至５のいずれかにおいて、感応部２を、薄膜状又は細線状に形成することを特徴とするものである。
【００１４】
また請求項７に係る電解水生成器は、水を電解することにより電解水を生成する電解水生成器５において、電解水の水質測定用のセンサとして請求項２乃至６のいずれかに記載の水素センサ１を具備することを特徴とするものである。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を説明する。
【００１６】
まず、気相１７中の水素濃度を測定するための水素センサ１について、図１を示して説明する。
【００１７】
この水素センサ１の感応部２は、水素吸蔵性の単体金属又は合金で形成される。
【００１８】
水素吸蔵性の単体金属としては、Ｔｉ等が挙げられる。
【００１９】
また水素吸蔵性の合金としては、Ｎｉ_０．６４Ｚｒ_０．３６、ＬａＮｉ_５等の水素吸蔵合金が挙げられる。
【００２０】
このような水素吸蔵性の単体金属や合金としては、結晶質のものとアモルファス質のものとが存在する。結晶質とは、金属元素が規則正しく配列した形態であり、アモルファス質とは金属元素がランダムに配列し、最近接原子間距離や配位数及び原子間の相対位置が、結晶質とは異なり一定ではないものである。このうち、アモルファス質の水素吸蔵性の単体金属や合金では、結晶質に比べて水素吸蔵による体積膨張が小さいために劣化しにくく、広い組成域で均一な層が得られるため水素吸蔵量を連続的にコントロールしやすく、また電気抵抗の値が結晶質の場合よりも１〜２桁ほど大きくなって水素吸蔵に伴う電気抵抗の変化を測定しやすいという利点がある。
【００２１】
このような水素吸蔵性の単体金属や合金は、水素分子が原子の状態となって金属原子の格子内の隙間に挿入されることで、水素を吸蔵する。このように水素は原子の状態で水素吸蔵性の単体金属や合金内に挿入されるが、格子内における金属の拡散は比較的スムーズになされる。このような特徴は、水素が全ての元素の中で最も軽くて小さいことに由来する。
【００２２】
このような水素吸蔵性の単体金属や合金では、水素ガスを含む気相１７と接触した場合には、常温でも水素を吸蔵すると共に、それに伴って電気抵抗値が変化する。このときの水素濃度と電気抵抗値との間には、図５に示すような相関関係がある。このため、水素吸蔵性の単体金属や合金にて感応部２を形成すれば、感応部２を測定対象である気相１７と一定時間接触させた際の電気抵抗値の変化を測定することで、気相１７中の水素濃度を測定することが可能となる。
【００２３】
感応部２は適宜の形状に形成することができるが、測定精度を向上するためには、水素吸蔵時の感応部２の電気抵抗変化量が大きくなるように、その形状を決定することが好ましい。例えば図３に示すように絶縁基板１９上に水素吸蔵性の単体金属や合金を薄膜状に成形して感応部２を形成することができる。また図４に示すように、絶縁基板１９上に水素吸蔵性の単体金属や合金を細線状に成形して感応部２を形成することもできる。このとき絶縁基板１９としては、例えばガラス基材エポキシ樹脂積層板等のような適宜の基板を用いることができ、この絶縁基板１９上に半田接着等により感応部２を接着して設けることができる。
【００２４】
ここで、感応部２の寸法は、良好な測定精度が得られるように適宜決定すれば良いが、一例を挙げると、図３に示すように薄膜状に形成する場合、幅０．５ｍｍ、長さ３ｍｍとし、厚みを１０〜３０μｍに形成するものである。また図４に示すように細線状に形成する場合には、例えば線幅０．５ｍｍ、線長１５ｍｍとし、厚みを１０〜３０μｍに形成し、これを蛇行状に形成するものである。
【００２５】
この感応部２には、電気抵抗値を測定するために抵抗検出器６が接続されるものであり、感応部２を図３，４に示すように形成する場合は、感応部２の両端間の電気抵抗値を測定する抵抗検出器６が設けられる。この抵抗検出器６としては、感応部２に定電流を通電すると共にその際の感応部２における電圧降下量を測定し、あるいは感応部２に定電圧を印加すると共にその際に感応部２に通電する電流値を測定することにより、その結果に基づいて感応部２の電気抵抗を測定するものが挙げられるものであり、その測定手法や装置構成は、従来から知られている適宜のものを採用することができる。
【００２６】
このような感応部２及び抵抗検出器６にて水素センサ１を構成することができる。また図示はしていないが、この水素センサ１には、抵抗検出器６にて検出される電気抵抗値の変化に基づき、これを演算処理して水素濃度値を検出する演算処理部を設けると共に、その検出結果を可視表示する液晶表示パネルや発光ダイオード等から構成される表示部を設けることが好ましい。
【００２７】
このように構成される水素センサ１にて水素濃度を測定する場合は、例えば図１に示すように感応部２を容器１５内に配設すると共にこの容器１５内を測定対象の気相１７で満たすなどして、水素ガスを含む気相１７中に感応部２を一定時間曝露して気相１７と感応部２とを接触させる。このとき感応部２の電気抵抗値は、気相１７中の水素濃度に依存して変化する。そして、この電気抵抗値の変化を抵抗検出器６が検知し、その結果に基づいて演算処理部にて水素濃度が導出され、得られた水素濃度が表示部にて表示されるものである。
【００２８】
このとき、水素吸蔵性の単体金属又は合金から形成される感応部２は、水素を選択的に吸蔵するために、電気抵抗値が水素以外の成分によって変化することがなく、水素濃度を正確に測定することが可能となり、また感応部２に高温をかける必要もなくなって、測定動作が簡素化されると共に、装置の小型化、軽量化も可能となるものである。
【００２９】
次に、液相１８中の溶存水素濃度を測定するための水素センサ１について、図２を示して説明する。
【００３０】
この水素センサ１の感応部２は、水素吸蔵性の単体金属、水素吸蔵性の合金、及びナノカーボン材料から選択される材料で形成される。
【００３１】
水素吸蔵性の単体金属及び合金としては、上記のものと同様のものを用いることができる。
【００３２】
またナノカーボン材料は、多くの種類があり、その形状も様々であるが、代表的なものとしてフラーレンやカーボンナノチューブが挙げられる。フラーレンは炭素からなる篭状分子の総称であり、Ｃ_２０からＣ_１２０までの巨大分子が存在する。またカーボンナノチューブは、一枚のグラファイトシートがチューブ状に丸まった単層タイプと、このチューブが入れ子状に複数層重なった多層タイプとがある。このグラファイトシートは基本的には炭素原子が六角形状に連なった網状の構造を有している。
【００３３】
このようなナノカーボン材料も、水素吸蔵性の単体金属及び合金と同様に、水素を吸蔵すると共に、水素濃度と電気抵抗値との間に相関関係がある。ナノカーボン材料における水素吸蔵は、吸着、炭素表面への化学吸着、炭素表面への物理吸着の３パターンがあるといわれている。吸着はグラファイトシートの層間に水素分子が入り込む現象である。また化学吸着は水素が化学結合により炭素表面に吸着する現象であり、この場合は水素は原子単位で炭素表面に吸着する。また物理吸着は、水素分子が分子間力により炭素表面に吸着する現象である。
【００３４】
感応部２をナノカーボン材料にて形成する場合には、その表面にＰｄ，Ｎｂ，Ｔｉ，Ｖ，Ｔａ，Ｓｃ，Ｙ，Ｌａ，Ａｃ，Ｃｕ，Ｆｅ，Ｎｉ，Ｐｔ，Ａｌ，Ｍｏ，Ｗ，Ｚｒ，Ｍｇ，Ｃｒ，Ｍｎ，Ｔｃ，Ｒｅ，Ｒｕ，Ｏｓ，Ｃｏ，Ｒｈ，Ｉｒ，Ｈｆ，Ａｇ，Ａｕ，Ｓｎ，Ｐｂ，Ｔｌ，Ｎａ，Ｋ，Ｃａ，Ｌｉ，Ｂｅ，Ｒｂ，Ｓｒ，Ｃｓ，Ｂａ，Ｆｒ，Ｒａ，Ｚｎ，Ｉｎ，Ｇｅ，Ｓｉ，Ｓｂ，Ｂｉ，Ｐｏから選択される金属による被覆を形成することが好ましい。これらの金属の被膜は水素を選択的に通過させることができ、感応部２を構成するナノカーボン材料に他の成分が吸着することを更に防止して、水素濃度をより正確に測定することが可能となる。
【００３５】
このような水素吸蔵性の単体金属、水素吸蔵性の合金、並びにナノカーボン材料では、水素を溶存する液相１８と接触した場合には、常温でも水素を吸蔵すると共に、それに伴って電気抵抗値が変化する。このときの液相１８中の水素濃度と電気抵抗値との間には、図５に示すような相関関係がある。このため、水素吸蔵性の単体金属、水素吸蔵性の合金、あるいはナノカーボン材料にて感応部２を形成すれば、感応部２を測定対象である液相１８と一定時間接触させた際の電気抵抗値の変化を測定することで、液相１８中の水素濃度を測定することが可能となる
感応部２は適宜の形状に形成することができるが、気相１７中の水素濃度を測定するための水素センサ１の場合と同様の理由から、例えば図３に示すように絶縁基板１９上に水素吸蔵性の単体金属や合金を薄膜状に成形して感応部２を形成したり、図４に示すように、絶縁基板１９上に水素吸蔵性の単体金属や合金を細線状に成形して感応部２を形成することができる。
【００３６】
この感応部２には、電気抵抗値を測定するために抵抗検出器６が接続される。この抵抗検出器６としては、感応部２に定電流を通電すると共にその際の感応部２における電圧降下量を測定するものや、感応部２に定電圧を印加すると共にその際に感応部２に通電する電流値を測定するものが挙げられ、これらの測定結果に基づいて感応部２の電気抵抗を測定するものである。
【００３７】
このような感応部２及び抵抗検出器６により、水素センサ１を構成することができる。また、抵抗検出器６にて検出される電気抵抗値の変化に基づき、これを演算処理して水素濃度値を検出する演算処理部を設けると共に、その検出結果を可視表示する液晶表示パネルや発光ダイオード等から構成される表示部を設けることも好ましい。
【００３８】
また、この水素センサ１には、補助電極４を設けると共に、感応部２と補助電極４の間への電圧の印加とその停止とを切替可能な、電圧電源回路等で構成される電源部３を設けることもできる。この電源部３の構成は、従来から知られている適宜のものを採用することができる。
【００３９】
補助電極４は、感応部２と液相１８（被検液）とが接触した際に、同時にこの液相１８と接触するように形成されるものであり、例えばカーボン等にて形成することができる。
【００４０】
このように構成される水素センサ１にて水素濃度を測定する場合は、感応部２を水素が溶存する液相１８中に一定時間浸漬する。例えば図示のように、測定用の容器１６内に所定体積の被検液（液相１８）を入れ、この被検液に感応部２と補助電極４とを浸漬するものである。このとき感応部２は被検液中の溶存水素を吸蔵し、その電気抵抗値が、被検液中の溶存水素濃度に依存して変化する。そして、この電気抵抗値の変化を抵抗検出器６が検知し、その結果に基づいて演算処理部にて水素濃度が導出され、得られた水素濃度が表示部にて表示されるものである。
【００４１】
このとき、水素吸蔵性の単体金属、水素吸蔵性の合金又はナノカーボン材料から形成される感応部２は、水素を選択的に吸蔵するために、電気抵抗値が水素以外の成分によって変化することがなく、水素濃度を正確に測定することが可能となり、また感応部２に高温をかける必要もなくなって、測定動作が簡素化されると共に、装置の小型化、軽量化も可能となるものである。
【００４２】
また上記のような測定終了後は、感応部２及び補助電極４が共に液相１８中に浸漬された状態で、電源部３により、感応部２と補助電極４の間に、感応部２側が高電位、補助電極４側が低電位となるように電圧を印加する。このとき感応部２に吸蔵された水素が液相１８中に放出されることとなり、次回の測定時において、より正確に溶存水素濃度を測定できるようになる。このときに感応部２と補助電極４の間に印加される電圧値は、感応部２の材質や寸法等に応じ、感応部２から水素が速やかに放出されるように適宜設定される。
【００４３】
また、上記の電源部３としては、感応部２と補助電極４との間に電圧を印加する際にその極性を切替可能なものを設けることも好ましい。このように極性を切替可能に形成した電源部３を有する水素センサ１では、感応部２を液相１８と一定時間接触させて水素を吸蔵させる際に、電源部３により感応部２と補助電極４の間に、感応部２側が低電位、補助電極４側が高電位となるように、すなわち測定後における感応部２からの水素放出時とは反対極性となるように電圧を印加する。このとき感応部２に対する水素の吸蔵が促進されて、短時間で溶存水素濃度に応じた感応部２への水素の吸蔵がなされる。次いで、電源部３による電圧の印加を停止し、上記の場合と同様に感応部２の電気抵抗値に基づいて溶存水素濃度を測定するものである。このようにすれば、感応部２への水素吸蔵に要する時間を短縮することができ、より短時間で溶存水素濃度の測定を行うことが可能となる。
【００４４】
また、電解水生成器５に、生成水（電解水）の水質測定用のセンサとして、上記のような液相１８中の溶存水素濃度を測定するための水素センサ１を設けることも好ましい。
【００４５】
図６は電解水生成器５に水素センサ１を設けた構成の一例を示す概略図である。図中の符号７は、電解用の電極を設けた電解槽であり、その内部には陰極１０と陽極９とが隔膜８を介して配設されている。この電解槽７には、その内部の隔膜８を介した陽極９側に原水供給経路１１が連通接続され、この原水供給経路１１から電解槽７内に原水が供給されるようになっている。また電解槽７には、その内部の隔膜８を介した陽極９側に陽極水吐出経路１２が連通接続されると共に、隔膜８を介した陰極１０側には陰極水吐出経路１３が連通接続されており、原水の電解により生じた陽極水（酸性水）が陽極水吐出経路１２を通じて電解槽７の外部に吐出されると共に、陰極水（アルカリ水）が陰極水吐出経路１３を通じて電解槽７の外部に吐出されるようになっている。
【００４６】
そして、水素センサ１は、上記のような構成の電解水生成器５において、陰極水吐出経路１３を流通する陰極水中の溶存水素濃度を測定するために設けられている。図示の例では、陰極水吐出経路１３からは、測定用経路１４が分岐して設けられ、この測定用経路１４の下流側端部に水素センサ１が設けられている。この水素センサ１は、図２に示すものと同様に構成されるものであり、容器１６内には測定用経路１４から被検液である陰極水が供給されると共に、この容器１６内の陰極水に感応部２と補助電極４とが浸漬されるように形成される。
【００４７】
このように構成される電解水生成器５では、原水供給経路１１から電解槽７内に原水を供給すると共に陰極１０と陽極９との間に電圧して通電させると、原水の有隔膜電解により陰極１０側では陰極水が、陽極９側では陽極水が生成し、陽極水は陽極水吐出経路１２を介して電解槽７外部に吐出されると共に、陰極水は陰極水吐出経路１３を介して電解槽７の外部に吐出される。このとき、陰極水吐出経路１３を通過する陰極水中の溶存水素濃度が水素センサ１により測定される。
【００４８】
また、この水素センサ１により測定される溶存水素濃度を可視表示する表示部を、電解水生成器５の外装に設ければ、電解水生成器５を使用する使用者は、生成される陰極水中の溶存水素濃度を知ることができる。
【００４９】
このように構成される電解水生成器５では、飲用等に供される陰極水中の溶存水素濃度を、使用者が知ることができ、陰極水を飲む場合などに、使用者に安心感を与えることができる。
【００５０】
尚、水素センサ１を設けた電解水生成器５の構成は、上記のようなものに限られない。例えば電解水生成器５はバッチ式などのものでもよく、また水素センサ１は測定対象である陰極水等の生成水の経路に配置されるのであれば、特にその設置箇所は問われない。
【００５１】
【発明の効果】
上記のように請求項１に係る水素センサは、気相中の水素濃度を測定する水素センサであって、水素を含む気相と接触することにより電気抵抗変化を生じる感応部を備え、この感応部は水素吸蔵性の単体金属又は合金で形成されるため、測定の際には水素吸蔵性の単体金属又は合金から形成される感応部は水素を選択的に吸蔵し、電気抵抗値が水素以外の成分によって変化することがなく、水素濃度を正確に測定することが可能となり、また感応部に高温をかける必要もなくなって、測定動作が簡素化されると共に、装置の小型化、軽量化も可能となるものである。
【００５２】
また請求項２に係る水素センサは、液相中の溶存水素濃度を測定する水素センサであって、水素が溶存している液相と接触することにより電気抵抗変化を生じる感応部を備え、この感応部が、ナノカーボン材料、水素吸蔵性の単体金属、水素吸蔵性の合金から選択される材料で形成されるため、測定の際には水素吸蔵性の単体金属又は合金から形成される感応部は水素を選択的に吸蔵し、電気抵抗値が水素以外の成分によって変化することがなく、水素濃度を正確に測定することが可能となり、また感応部に高温をかける必要もなくなって、測定動作が簡素化されると共に、装置の小型化、軽量化も可能となるものである。
【００５３】
また請求項３の発明は、請求項２において、感応部と同時に液相に接触する補助電極と、感応部と補助電極の間への電圧の印加とその停止とを切替可能な電源部とを具備するため、測定終了後に、感応部及び補助電極が共に液相中に浸漬された状態で、電源部により、感応部と補助電極の間に、感応部側が高電位、補助電極側が低電位となるように電圧を印加すると、感応部に吸蔵された水素を液相中に放出することができ、次回の測定時において、より正確に溶存水素濃度を測定できるようになるものである。
【００５４】
また請求項４の発明は、請求項３において、電源部が、感応部と補助電極との間に印加される電圧の極性を切替可能なものであるため、溶存水素濃度を測定するために感応部を被検液に一定時間浸漬させて水素を吸蔵させる際に、電源部により感応部と補助電極の間に、感応部側が低電位、補助電極側が高電位となるように電圧を印加すると、感応部に対する水素の吸蔵を促進することができ、短時間で溶存水素濃度に応じた感応部への水素の吸蔵がなされ、測定時間を短縮することができるものである。
【００５５】
また請求項５の発明は、請求項２乃至４のいずれかにおいて、感応部をナノカーボン材料で形成し、その表面をＰｄ，Ｎｂ，Ｔｉ，Ｖ，Ｔａ，Ｓｃ，Ｙ，Ｌａ，Ａｃ，Ｃｕ，Ｆｅ，Ｎｉ，Ｐｔ，Ａｌ，Ｍｏ，Ｗ，Ｚｒ，Ｍｇ，Ｃｒ，Ｍｎ，Ｔｃ，Ｒｅ，Ｒｕ，Ｏｓ，Ｃｏ，Ｒｈ，Ｉｒ，Ｈｆ，Ａｇ，Ａｕ，Ｓｎ，Ｐｂ，Ｔｌ，Ｎａ，Ｋ，Ｃａ，Ｌｉ，Ｂｅ，Ｒｂ，Ｓｒ，Ｃｓ，Ｂａ，Ｆｒ，Ｒａ，Ｚｎ，Ｉｎ，Ｇｅ，Ｓｉ，Ｓｂ，Ｂｉ，Ｐｏから選択される金属により被覆するため、これらの金属の被膜は水素を選択的に通過させることができ、感応部を構成するナノカーボン材料に他の成分が吸着することを更に防止して、水素濃度をより正確に測定することができるものである。
【００５６】
また請求項６の発明は、請求項１乃至５のいずれかにおいて、感応部を、薄膜状又は細線状に形成するため、感応部の電気抵抗値を大きくして、水素吸蔵時の感応部の電気抵抗変化量を増大させることができ、測定精度を向上することができるものである。
【００５７】
また請求項７に係る電解水生成器は、水を電解することにより電解水を生成する電解水生成器において、電解水の水質測定用のセンサとして請求項２乃至６のいずれかに記載の水素センサを具備するため、飲用等に供される電解水中の溶存水素濃度を使用者が知ることができ、電解水を飲む場合などに、使用者に安心感を与えることができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】気相中の水素濃度を検出する水素センサの構成の一例を示す概略図である。
【図２】液相中の溶存水素濃度を検出する水素センサの構成の一例を示す概略図である。
【図３】感応部の構成の一例を示すものであり（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図である。
【図４】感応部の構成の他例を示すものであり、（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図である。
【図５】感応部を構成する材料の電気抵抗値と水素濃度との相関関係を示すグラフである。
【図６】水素センサを設けた電解水生成器の構成の一例を示す概略図である。
【符号の説明】
１　水素センサ
２　感応部
３　電源部
４　補助電極
５　電解水生成器
１７　気相
１８　液相

Claims

気相中の水素濃度を測定する水素センサであって、水素を含む気相と接触することにより電気抵抗変化を生じる感応部を備え、この感応部は水素吸蔵性の単体金属又は合金で形成されることを特徴とする水素センサ。
液相中の溶存水素濃度を測定する水素センサであって、水素が溶存している液相と接触することにより電気抵抗変化を生じる感応部を備え、この感応部が、ナノカーボン材料、水素吸蔵性の単体金属、水素吸蔵性の合金から選択される材料で形成されることを特徴とする水素センサ。
感応部と同時に液相に接触する補助電極と、感応部と補助電極の間への電圧の印加とその停止とを切替可能な電源部とを具備することを特徴とする請求項２に記載の水素センサ。
電源部が、感応部と補助電極との間に印加される電圧の極性を切替可能なものであること特徴とする請求項３に記載の水素センサ。
感応部をナノカーボン材料で形成し、その表面をＰｄ，Ｎｂ，Ｔｉ，Ｖ，Ｔａ，Ｓｃ，Ｙ，Ｌａ，Ａｃ，Ｃｕ，Ｆｅ，Ｎｉ，Ｐｔ，Ａｌ，Ｍｏ，Ｗ，Ｚｒ，Ｍｇ，Ｃｒ，Ｍｎ，Ｔｃ，Ｒｅ，Ｒｕ，Ｏｓ，Ｃｏ，Ｒｈ，Ｉｒ，Ｈｆ，Ａｇ，Ａｕ，Ｓｎ，Ｐｂ，Ｔｌ，Ｎａ，Ｋ，Ｃａ，Ｌｉ，Ｂｅ，Ｒｂ，Ｓｒ，Ｃｓ，Ｂａ，Ｆｒ，Ｒａ，Ｚｎ，Ｉｎ，Ｇｅ，Ｓｉ，Ｓｂ，Ｂｉ，Ｐｏから選択される金属により被覆することを特徴とする請求項２乃至４のいずれかに記載の水素センサ。
感応部を、薄膜状又は細線状に形成することを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の水素センサ。
水を電解することにより電解水を生成する電解水生成器において、電解水の水質測定用のセンサとして請求項２乃至６のいずれかに記載の水素センサを具備することを特徴とする電解水生成器。