JPH1123518A - 一酸化炭素ガス検知素子 - Google Patents
一酸化炭素ガス検知素子Info
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- JPH1123518A JPH1123518A JP9173874A JP17387497A JPH1123518A JP H1123518 A JPH1123518 A JP H1123518A JP 9173874 A JP9173874 A JP 9173874A JP 17387497 A JP17387497 A JP 17387497A JP H1123518 A JPH1123518 A JP H1123518A
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- gas
- carbon monoxide
- electrodes
- monoxide gas
- composite oxide
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 一酸化炭素ガスに対する優れた選択性を有す
る高感度の一酸化炭素ガス検知素子を提供すること。 【解決手段】 本発明の一酸化炭素ガス検知素子は、酸
素イオン伝導性固体電解質から成る基板（１）の同一ま
たは互いに異なる表面に、置換型ペロブスカイト型複合
酸化物（Ａ′1-x Ａ″x Ｂ′1-y Ｂ″y Ｏz ）を含む一
対の電極（２、３）を形成し、該一対の電極の一方を酸
化触媒（４）で覆った構成である。 【効果】 一酸化炭素ガスに酸化反応を起こさせやす
く、かつ高い電子伝導性および高い酸素イオン伝導性を
有する置換型ペロブスカイト型複合酸化物によって電極
が形成されており、しかも電極の酸素イオン伝導性及び
活性を向上させたので、一酸化炭素ガスの選択性は勿論
のこと、低濃度域でのＣＯガス検出感度に著しく優れ、
その上、ＣＯガス検出性能の寿命を著しく伸ばすことが
できる。
る高感度の一酸化炭素ガス検知素子を提供すること。 【解決手段】 本発明の一酸化炭素ガス検知素子は、酸
素イオン伝導性固体電解質から成る基板（１）の同一ま
たは互いに異なる表面に、置換型ペロブスカイト型複合
酸化物（Ａ′1-x Ａ″x Ｂ′1-y Ｂ″y Ｏz ）を含む一
対の電極（２、３）を形成し、該一対の電極の一方を酸
化触媒（４）で覆った構成である。 【効果】 一酸化炭素ガスに酸化反応を起こさせやす
く、かつ高い電子伝導性および高い酸素イオン伝導性を
有する置換型ペロブスカイト型複合酸化物によって電極
が形成されており、しかも電極の酸素イオン伝導性及び
活性を向上させたので、一酸化炭素ガスの選択性は勿論
のこと、低濃度域でのＣＯガス検出感度に著しく優れ、
その上、ＣＯガス検出性能の寿命を著しく伸ばすことが
できる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、一酸化炭素ガス
（以下、単にＣＯ乃至ＣＯガスと称す）に選択的に感応
する一酸化炭素ガス検知素子に関する。
（以下、単にＣＯ乃至ＣＯガスと称す）に選択的に感応
する一酸化炭素ガス検知素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】ガス器具などの燃焼器が不完全燃焼を起
こした場合に発生する人体等に有毒なＣＯガスを検知す
る方法として、ＣＯセンサによる直接検知法が従来から
検討されている。例えば、特公昭５８−４９８５号公報
に示されているように、酸素イオン伝導性固体電解質上
に一対の白金（Ｐｔ）電極を形成し、それらの電極の一
方はその表面を酸化触媒で覆い、他方はその表面を露出
させている。（ここでは、この検知素子を第１従来例と
する。）このような素子を、ヒータによって３００〜４
００℃の作動温度に保持し、可燃性ガスを含む空気中に
置くと、両電極間の電位差に相当する起電力であるセン
サ出力を発生する。
こした場合に発生する人体等に有毒なＣＯガスを検知す
る方法として、ＣＯセンサによる直接検知法が従来から
検討されている。例えば、特公昭５８−４９８５号公報
に示されているように、酸素イオン伝導性固体電解質上
に一対の白金（Ｐｔ）電極を形成し、それらの電極の一
方はその表面を酸化触媒で覆い、他方はその表面を露出
させている。（ここでは、この検知素子を第１従来例と
する。）このような素子を、ヒータによって３００〜４
００℃の作動温度に保持し、可燃性ガスを含む空気中に
置くと、両電極間の電位差に相当する起電力であるセン
サ出力を発生する。
【０００３】また、このようなＣＯセンサに優れたＣＯ
ガス選択性を持たせるために、特開昭５８−９９７４７
号公報及び同５９−３７４５６号公報には、固体電解質
と酸化能力の異なる２種の触媒で覆われた一対のＰｔ電
極とからなる検知素子が提案されている。（これを第２
従来例とする。）従来提案されているこれらの検知素子
を、室内または燃焼機器等に取り付けることで、毒性の
高いＣＯガスを検知するという使い方が考えられる。
ガス選択性を持たせるために、特開昭５８−９９７４７
号公報及び同５９−３７４５６号公報には、固体電解質
と酸化能力の異なる２種の触媒で覆われた一対のＰｔ電
極とからなる検知素子が提案されている。（これを第２
従来例とする。）従来提案されているこれらの検知素子
を、室内または燃焼機器等に取り付けることで、毒性の
高いＣＯガスを検知するという使い方が考えられる。
【０００４】一方、本発明の発明者は、ペロブスカイト
型複合酸化物（ＡＢＯ3 ：ただし、ＡはＬａ，Ｃｅ，Ｐ
ｒ，Ｎｄ等の希土類元素、またＢはＶ，Ｃｒ，Ｍｎ，Ｆ
ｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｃｕ等の遷移金属元素）を電極材料と
したＣＯガスに対して高い選択性を持つＣＯガスセンサ
を既に開発している（特開平８−２４７９９１号公報参
照）。
型複合酸化物（ＡＢＯ3 ：ただし、ＡはＬａ，Ｃｅ，Ｐ
ｒ，Ｎｄ等の希土類元素、またＢはＶ，Ｃｒ，Ｍｎ，Ｆ
ｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｃｕ等の遷移金属元素）を電極材料と
したＣＯガスに対して高い選択性を持つＣＯガスセンサ
を既に開発している（特開平８−２４７９９１号公報参
照）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】第１従来例として特公
昭５８−４９８５号公報に開示されている検知素子は、
ＣＯガスに対する選択性が劣り、すなわち、水素ガスや
メタンガス等の他の可燃性ガスにも感応してしまい、誤
った検知を行う危険性を有している。
昭５８−４９８５号公報に開示されている検知素子は、
ＣＯガスに対する選択性が劣り、すなわち、水素ガスや
メタンガス等の他の可燃性ガスにも感応してしまい、誤
った検知を行う危険性を有している。
【０００６】一方、第２従来例として特開昭５８−９９
７４７号公報及び同５９−３７４５６号公報に開示の検
知素子は、ＣＯガスに対する選択性を高めるために、酸
化能力の異なる２種の触媒を要し、その結果、構造的に
複雑になる。また、電極上に被着された両触媒の材質が
異なるため、両触媒の経時変化が異なり、そのため素子
特性の経時変化が大きいという不具合がある。また、特
殊な触媒を使用しているために、素子の作動温度を３０
０℃程度の比較的低温にしなければならない。その結
果、イットリア安定ジルコニア（以下、単にＹＳＺと称
す）内における酸素イオン伝導性が低下するため、応答
時間（立ち上がり）が遅いばかりか、検知特性（感度）
の劣化が早い。何故ならば、触媒に反応して触媒表面に
吸着した炭酸ガス（ＣＯ2 ）や水分（Ｈ2 Ｏ）が低温の
ために触媒表面から放出され難くなるからである。
７４７号公報及び同５９−３７４５６号公報に開示の検
知素子は、ＣＯガスに対する選択性を高めるために、酸
化能力の異なる２種の触媒を要し、その結果、構造的に
複雑になる。また、電極上に被着された両触媒の材質が
異なるため、両触媒の経時変化が異なり、そのため素子
特性の経時変化が大きいという不具合がある。また、特
殊な触媒を使用しているために、素子の作動温度を３０
０℃程度の比較的低温にしなければならない。その結
果、イットリア安定ジルコニア（以下、単にＹＳＺと称
す）内における酸素イオン伝導性が低下するため、応答
時間（立ち上がり）が遅いばかりか、検知特性（感度）
の劣化が早い。何故ならば、触媒に反応して触媒表面に
吸着した炭酸ガス（ＣＯ2 ）や水分（Ｈ2 Ｏ）が低温の
ために触媒表面から放出され難くなるからである。
【０００７】特開平８−２４７９９１号公報）に開示さ
れているペロブスカイト型複合酸化物を電極とするＣＯ
ガスセンサは上記第２の従来例のように構造が複雑にな
ることはなく、また、上記第１の従来例に比較した場
合、ＣＯガスに対するセンサ能力における初期特性の面
では確かに改良されているが、低濃度域における応答性
や耐久性の面で問題がある。この点を図５に関連して説
明する。
れているペロブスカイト型複合酸化物を電極とするＣＯ
ガスセンサは上記第２の従来例のように構造が複雑にな
ることはなく、また、上記第１の従来例に比較した場
合、ＣＯガスに対するセンサ能力における初期特性の面
では確かに改良されているが、低濃度域における応答性
や耐久性の面で問題がある。この点を図５に関連して説
明する。
【０００８】図６は、ＡＢＯ3 で表わされる従来のＣＯ
ガス検知素子としてＬａＭｎＯ3 を電極に用いたＣＯセ
ンサによる初期の応答性（図６の（ａ）参照）と、１週
間経過後の応答性（図６の（ｂ）参照）とを示すグラフ
である。両グラフとも、横軸に時間（分）を取り、縦軸
にセンサ出力としての電圧（ｍＶ）を取っている。これ
らのグラフから明らかなように、図６の（ａ）に示され
る初期の場合、空気では出力はでず、比較的低濃度と言
える５００ｐｐｍのＣＯガスを導入した直後に素早く反
応してセンサ出力が急激に立ち上がっている。更に、Ｃ
Ｏガスをパージした後の空気には再び出力は出ていな
い。一方、図６の（ｂ）に示される１週間経過後の場合
には、空気中でも出力が出るようになっていて、５００
ｐｐｍのＣＯガスを導入してもその反応は鈍く、センサ
出力の立ち上がりは緩やかである。更に、ＣＯガスをパ
ージした後の空気に対してもＣＯガス導入前と同じよう
に出力が出ている。
ガス検知素子としてＬａＭｎＯ3 を電極に用いたＣＯセ
ンサによる初期の応答性（図６の（ａ）参照）と、１週
間経過後の応答性（図６の（ｂ）参照）とを示すグラフ
である。両グラフとも、横軸に時間（分）を取り、縦軸
にセンサ出力としての電圧（ｍＶ）を取っている。これ
らのグラフから明らかなように、図６の（ａ）に示され
る初期の場合、空気では出力はでず、比較的低濃度と言
える５００ｐｐｍのＣＯガスを導入した直後に素早く反
応してセンサ出力が急激に立ち上がっている。更に、Ｃ
Ｏガスをパージした後の空気には再び出力は出ていな
い。一方、図６の（ｂ）に示される１週間経過後の場合
には、空気中でも出力が出るようになっていて、５００
ｐｐｍのＣＯガスを導入してもその反応は鈍く、センサ
出力の立ち上がりは緩やかである。更に、ＣＯガスをパ
ージした後の空気に対してもＣＯガス導入前と同じよう
に出力が出ている。
【０００９】このように、ＣＯガス検知素子として単な
るペロブスカイト型複合酸化物を電極に用いただけで
は、検知素子は経時劣化を起こす傾向にあり、また、低
濃度域における応答性の面でやや劣ることが分かる。
るペロブスカイト型複合酸化物を電極に用いただけで
は、検知素子は経時劣化を起こす傾向にあり、また、低
濃度域における応答性の面でやや劣ることが分かる。
【００１０】更に、この種のＣＯガスセンサにおいて
は、応答性や再現性を維持するためにセンサ素子を周期
的に高温に過熱する、所謂、ヒートアップによるクリー
ニングを行う必要がある。例えば、特開平７−３５７１
５号公報によれば、１５０秒間隔のサイクルにおいて６
０秒間のヒートアップを含めている。言い換えれば、作
動サイクルの４割をセンサ素子のクリーニングのための
ヒートアップに当てていることになる。つまり、作動サ
イクルにおいて、センサとしての機能が発揮されないヒ
ートアップに当てられる４割が無駄な時間として費やさ
れている。
は、応答性や再現性を維持するためにセンサ素子を周期
的に高温に過熱する、所謂、ヒートアップによるクリー
ニングを行う必要がある。例えば、特開平７−３５７１
５号公報によれば、１５０秒間隔のサイクルにおいて６
０秒間のヒートアップを含めている。言い換えれば、作
動サイクルの４割をセンサ素子のクリーニングのための
ヒートアップに当てていることになる。つまり、作動サ
イクルにおいて、センサとしての機能が発揮されないヒ
ートアップに当てられる４割が無駄な時間として費やさ
れている。
【００１１】そこで、本発明は従来技術ならびに最近の
技術における上記問題点を解決するために為されたもの
で、その目的とするところは、より優れたＣＯガス選択
性を有すると共に、低濃度域においても高感度で感応す
ることができ、更に耐久性および経済性を著しく向上さ
せた簡易構造型のＣＯガス検知素子を提供することにあ
る。
技術における上記問題点を解決するために為されたもの
で、その目的とするところは、より優れたＣＯガス選択
性を有すると共に、低濃度域においても高感度で感応す
ることができ、更に耐久性および経済性を著しく向上さ
せた簡易構造型のＣＯガス検知素子を提供することにあ
る。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の基本的態様によれば、酸素イオン伝導性固
体電解質から成る基板の表面上に、置換型ペロブスカイ
ト型複合酸化物（Ａ′1-x Ａ″x Ｂ′1-y Ｂ″y Ｏz ：
ただし、Ａ′は希土類元素であり、Ａ″はアルカリ土類
金属元素であり、Ｂ′およびＢ″は共に遷移金属元素で
ある。）を含む一対の電極を形成し、該一対の電極の一
方を酸化触媒で覆ったことを特徴とするＣＯガス検知素
子が提供される。
に、本発明の基本的態様によれば、酸素イオン伝導性固
体電解質から成る基板の表面上に、置換型ペロブスカイ
ト型複合酸化物（Ａ′1-x Ａ″x Ｂ′1-y Ｂ″y Ｏz ：
ただし、Ａ′は希土類元素であり、Ａ″はアルカリ土類
金属元素であり、Ｂ′およびＢ″は共に遷移金属元素で
ある。）を含む一対の電極を形成し、該一対の電極の一
方を酸化触媒で覆ったことを特徴とするＣＯガス検知素
子が提供される。
【００１３】本発明の別の態様によれば、上記基本的態
様における一対の電極が前記基板の同一面に形成された
ことを特徴とするＣＯガス検知素子が提供される。
様における一対の電極が前記基板の同一面に形成された
ことを特徴とするＣＯガス検知素子が提供される。
【００１４】本発明の更に別の態様によれば、上記基本
的態様における一対の電極が前記基板の異なる面にそれ
ぞれ形成されたことを特徴とするＣＯガス検知素子が提
供される。
的態様における一対の電極が前記基板の異なる面にそれ
ぞれ形成されたことを特徴とするＣＯガス検知素子が提
供される。
【００１５】上記基本的態様における酸素イオン伝導性
固体電解質は、ＣａＯ，ＭｇＯまたはＭ2 Ｏ3 （Ｍは
Ｙ、Ｌａ等の希土類元素）で安定化されたＺｒＯ2 、Ｃ
ａＯまたはＭ2 Ｏ3 （ＭはＧｄ、Ｌａ等の希土類元素）
とＣｅＯ2 との混合物、ＴｈＯ2 及びＭ2 Ｏ3 （Ｍは
Ｙ、Ｌａ等の希土類元素）の混合物、Ｙ2 Ｏ3 ，Ｇｄ2
Ｏ3 ，Ｎｂ2 Ｏ5 ，ＷＯ3 ，ＳｒＯ，ＢａＯまたはＬａ
2 Ｏ3 とＢｉ2 Ｏ3 との混合物からなるグループの中か
ら選ばれる１つである。
固体電解質は、ＣａＯ，ＭｇＯまたはＭ2 Ｏ3 （Ｍは
Ｙ、Ｌａ等の希土類元素）で安定化されたＺｒＯ2 、Ｃ
ａＯまたはＭ2 Ｏ3 （ＭはＧｄ、Ｌａ等の希土類元素）
とＣｅＯ2 との混合物、ＴｈＯ2 及びＭ2 Ｏ3 （Ｍは
Ｙ、Ｌａ等の希土類元素）の混合物、Ｙ2 Ｏ3 ，Ｇｄ2
Ｏ3 ，Ｎｂ2 Ｏ5 ，ＷＯ3 ，ＳｒＯ，ＢａＯまたはＬａ
2 Ｏ3 とＢｉ2 Ｏ3 との混合物からなるグループの中か
ら選ばれる１つである。
【００１６】また、上記基本的態様における置換型ペロ
ブスカイト型複合酸化物（Ａ′1-xＡ″x Ｂ′1-y Ｂ″y
Ｏz ）が、ペロブスカイト型複合酸化物（ＡＢＯ3 ）
のＡとしてＬａ，Ｃｅ，Ｐｒ，Ｎｄ等の希土類元素が用
いられ、ＢとしてＶ，Ｃｒ，Ｍｎ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，
Ｃｕ等の遷移金属元素が用いられ、前記Ａの一部Ａ″が
Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ等のアルカリ土類金属元素により置換
され、また前記Ｂの一部Ｂ″が別の遷移金属元素により
置換された複合酸化物であって、アルカリ土類金属元素
による置換量ｘは５０ｍｏｌ％未満であり、一方、前記
別の遷移金属による置換量ｙが６０ｍｏｌ％以下であ
る。なお、置換に用いられる遷移金属元素としてはＣｏ
であることが好ましい。
ブスカイト型複合酸化物（Ａ′1-xＡ″x Ｂ′1-y Ｂ″y
Ｏz ）が、ペロブスカイト型複合酸化物（ＡＢＯ3 ）
のＡとしてＬａ，Ｃｅ，Ｐｒ，Ｎｄ等の希土類元素が用
いられ、ＢとしてＶ，Ｃｒ，Ｍｎ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，
Ｃｕ等の遷移金属元素が用いられ、前記Ａの一部Ａ″が
Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ等のアルカリ土類金属元素により置換
され、また前記Ｂの一部Ｂ″が別の遷移金属元素により
置換された複合酸化物であって、アルカリ土類金属元素
による置換量ｘは５０ｍｏｌ％未満であり、一方、前記
別の遷移金属による置換量ｙが６０ｍｏｌ％以下であ
る。なお、置換に用いられる遷移金属元素としてはＣｏ
であることが好ましい。
【００１７】更に、上記基本的態様における酸化触媒
は、Ｍｇ，Ｃａ，Ｖ，Ｃｒ，Ｍｎ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉま
たはＣｕの酸化物，Ｒｕ，Ｒｈ，Ｐｔ，Ｐｄから成るグ
ループの中から選ばれる単独あるいは２以上の組み合わ
せからなる触媒物質と、Ａｌ2Ｏ3 ，ＳｉＯ2 ，ＴｉＯ2
，ＭｇＯ，ＳｎＯ2 ，ＺｒＯ2 ，Ｌａ2 Ｏ3 ，ＣｅＯ2
からなるグループの中から選ばれる単独あるいは２以
上の組み合わせから成る触媒用担体とで構成されてい
る。
は、Ｍｇ，Ｃａ，Ｖ，Ｃｒ，Ｍｎ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉま
たはＣｕの酸化物，Ｒｕ，Ｒｈ，Ｐｔ，Ｐｄから成るグ
ループの中から選ばれる単独あるいは２以上の組み合わ
せからなる触媒物質と、Ａｌ2Ｏ3 ，ＳｉＯ2 ，ＴｉＯ2
，ＭｇＯ，ＳｎＯ2 ，ＺｒＯ2 ，Ｌａ2 Ｏ3 ，ＣｅＯ2
からなるグループの中から選ばれる単独あるいは２以
上の組み合わせから成る触媒用担体とで構成されてい
る。
【００１８】
【作用】大気中に存在する可燃性ガスのうちで、水素ガ
スと反応し易い白金製の一対の電極に代えて、ＣＯガス
に酸化反応を起こさせ易く、しかも高い電子伝導性およ
び高い酸素イオン伝導性を有する置換型ペロブスカイト
型複合酸化物製の一対の電極を用いた一酸化炭素ガス検
知素子である。特に、本発明では、置換型ペロブスカイ
ト型複合酸化物としてＡ′1-x Ａ″x Ｂ′1-y Ｂ″y Ｏ
z （ただし、Ａ′は希土類元素であり、Ａ″はアルカリ
土類金属元素であり、Ｂ′およびＢ″は共に遷移金属元
素である。）で表わされるように、遷移金属元素の一部
をも置換させることによって、電極の酸素イオン伝導性
及び活性を向上させている。これによって、低濃度域で
のＣＯ感度が改善されると共に、ＣＯガス検出能力の寿
命を著しく伸ばした耐久性に優れたＣＯガス検知素子が
提供され得る。なお、本発明の代表的なＣＯガス検知素
子としては、遷移金属元素にＭｎを用い、その一部の置
換元素にＣｏを用いている。
スと反応し易い白金製の一対の電極に代えて、ＣＯガス
に酸化反応を起こさせ易く、しかも高い電子伝導性およ
び高い酸素イオン伝導性を有する置換型ペロブスカイト
型複合酸化物製の一対の電極を用いた一酸化炭素ガス検
知素子である。特に、本発明では、置換型ペロブスカイ
ト型複合酸化物としてＡ′1-x Ａ″x Ｂ′1-y Ｂ″y Ｏ
z （ただし、Ａ′は希土類元素であり、Ａ″はアルカリ
土類金属元素であり、Ｂ′およびＢ″は共に遷移金属元
素である。）で表わされるように、遷移金属元素の一部
をも置換させることによって、電極の酸素イオン伝導性
及び活性を向上させている。これによって、低濃度域で
のＣＯ感度が改善されると共に、ＣＯガス検出能力の寿
命を著しく伸ばした耐久性に優れたＣＯガス検知素子が
提供され得る。なお、本発明の代表的なＣＯガス検知素
子としては、遷移金属元素にＭｎを用い、その一部の置
換元素にＣｏを用いている。
【００１９】
【発明の実施の形態】以下、本発明を添付の図面に示し
た１つの実施の形態に関連して説明する。
た１つの実施の形態に関連して説明する。
【００２０】図１に、本発明によって製造されたＣＯガ
ス検知素子を用いたＣＯガスセンサ１０が上面図（図１
の（ａ））及び断面図（図１の（ｂ））で示される。
ス検知素子を用いたＣＯガスセンサ１０が上面図（図１
の（ａ））及び断面図（図１の（ｂ））で示される。
【００２１】このＣＯガスセンサは、酸素イオン伝導性
固体電解質であるイットリア（Ｙ2Ｏ3 ）安定化ジルコ
ニア（ＺｒＯ2 ）からなる基板１の上面に置換型ペロブ
スカイト型複合酸化物（Ａ′1-x Ａ″x Ｂ′1-y Ｂ″y
Ｏz 、ただしＡ′は希土類元素であり、Ａ″はアルカリ
土類金属元素であり、Ｂ′およびＢ″は共に遷移金属元
素である。）から成る一対の電極２及び３が所定間隔を
置いて形成され、更に、一方の電極２を覆うように白金
（Ｐｔ）と酸化アルミニウム（Ａｌ2 Ｏ3 ）とからなる
可燃性ガス酸化触媒層４が形成されている。基板１の裏
面には、作動用のヒータとクリーニング用のヒートアッ
プヒータとを兼ねるヒータ７が取り付けられている。ま
た、一対の電極２及び３からはセンサ出力取り出し用の
共に白金（Ｐｔ）製のリード部５ａ及び６ａ及びリード
線５ｂ及び６ｂがそれぞれ引き出されており、図４に図
示の測定装置に接続されている。
固体電解質であるイットリア（Ｙ2Ｏ3 ）安定化ジルコ
ニア（ＺｒＯ2 ）からなる基板１の上面に置換型ペロブ
スカイト型複合酸化物（Ａ′1-x Ａ″x Ｂ′1-y Ｂ″y
Ｏz 、ただしＡ′は希土類元素であり、Ａ″はアルカリ
土類金属元素であり、Ｂ′およびＢ″は共に遷移金属元
素である。）から成る一対の電極２及び３が所定間隔を
置いて形成され、更に、一方の電極２を覆うように白金
（Ｐｔ）と酸化アルミニウム（Ａｌ2 Ｏ3 ）とからなる
可燃性ガス酸化触媒層４が形成されている。基板１の裏
面には、作動用のヒータとクリーニング用のヒートアッ
プヒータとを兼ねるヒータ７が取り付けられている。ま
た、一対の電極２及び３からはセンサ出力取り出し用の
共に白金（Ｐｔ）製のリード部５ａ及び６ａ及びリード
線５ｂ及び６ｂがそれぞれ引き出されており、図４に図
示の測定装置に接続されている。
【００２２】
【実施例】次に、上記実施の形態のＣＯガス検知素子
を、その製造工程を交えて、もう少し詳しく説明する。
を、その製造工程を交えて、もう少し詳しく説明する。
【００２３】８ｍｏｌ％のＹ2 Ｏ3 で安定化したＺｒＯ
2 （以下、単にＹＳＺと称する）から成る酸素イオン伝
導体としての基板１の同一面上に、まずセンサ出力取り
出し用のリード部５ａ及び６ａをＰｔペーストを印刷す
ることによって形成し、１３５０℃で焼成した。次に、
一対のＰｔ印刷リード部５ａ及び６ａからセンサ出力取
り出し用のＰｔリード線５ｂ及び６ｂをＰｔペーストで
固定して取り出し、１４５０℃で焼成した。続いて、置
換型ペロブスカイト型複合酸化物（Ａ′1-x Ａ″x Ｂ′
1-y Ｂ″y Ｏz : ただし、本発明の実施例としてＡ′に
はＬａを、Ａ″にはＳｒを、Ｂ′にはＭｎを、そして
Ｂ″にはＣｏを用いた。）をペースト状にしたものを基
板１上に印刷することによって、一対の電極２及び３を
形成し、１１００℃で焼成した。このとき、各電極のサ
イズを２ｍｍ角、両電極間の間隔は０．５ｍｍとした。
2 （以下、単にＹＳＺと称する）から成る酸素イオン伝
導体としての基板１の同一面上に、まずセンサ出力取り
出し用のリード部５ａ及び６ａをＰｔペーストを印刷す
ることによって形成し、１３５０℃で焼成した。次に、
一対のＰｔ印刷リード部５ａ及び６ａからセンサ出力取
り出し用のＰｔリード線５ｂ及び６ｂをＰｔペーストで
固定して取り出し、１４５０℃で焼成した。続いて、置
換型ペロブスカイト型複合酸化物（Ａ′1-x Ａ″x Ｂ′
1-y Ｂ″y Ｏz : ただし、本発明の実施例としてＡ′に
はＬａを、Ａ″にはＳｒを、Ｂ′にはＭｎを、そして
Ｂ″にはＣｏを用いた。）をペースト状にしたものを基
板１上に印刷することによって、一対の電極２及び３を
形成し、１１００℃で焼成した。このとき、各電極のサ
イズを２ｍｍ角、両電極間の間隔は０．５ｍｍとした。
【００２４】その後、可燃性ガスを酸化するための触媒
層４として、白金（Ｐｔ）が１．５重量％の割合で担持
されたアルミナ粉末を有機溶媒、バインダー、界面活性
剤と共に混合したペーストが調製され、このペーストを
一方の電極２を覆うように約５０μｍの厚さで印刷し、
９００℃の温度で焼成した。
層４として、白金（Ｐｔ）が１．５重量％の割合で担持
されたアルミナ粉末を有機溶媒、バインダー、界面活性
剤と共に混合したペーストが調製され、このペーストを
一方の電極２を覆うように約５０μｍの厚さで印刷し、
９００℃の温度で焼成した。
【００２５】以上から良く理解され得るように、本発明
のＣＯガス検知素子は極めてシンプルな構造を有してい
る。
のＣＯガス検知素子は極めてシンプルな構造を有してい
る。
【００２６】図２は、本発明の実施例で得られたＣＯガ
ス検知素子のサンプルを用いたＣＯガス検知の測定結果
を示すグラフである。図２では、測定温度（検知素子の
作動温度）が４００℃の場合の測定結果をを示してい
る。なお、測定結果は、Ｃｏ置換量（０〜６０ｍｏｌ
％）に対する、２００ｐｐｍのＣＯ及びＨ2 に関するセ
ンサ出力（起電力：ｍＶ）で示されている。
ス検知素子のサンプルを用いたＣＯガス検知の測定結果
を示すグラフである。図２では、測定温度（検知素子の
作動温度）が４００℃の場合の測定結果をを示してい
る。なお、測定結果は、Ｃｏ置換量（０〜６０ｍｏｌ
％）に対する、２００ｐｐｍのＣＯ及びＨ2 に関するセ
ンサ出力（起電力：ｍＶ）で示されている。
【００２７】ここで、Ｃｏ置換量を６０ｍｏｌ％以下と
した理由は、Ｃｏの置換量が６０ｍｏｌ％を越えると、
電極とＹＳＺ基板との間の熱膨張係数の相違が広がり、
加熱した際、両者の密着性が損なわれるためにセンサと
しての機能を果たすことができなくなるからである。図
２に示されたグラフから明らかなように、実施例のＣＯ
ガス検知素子を用いたことにより、ＣＯとＨ2 とに対す
るそれぞれのセンサ出力の比（ＣＯ／Ｈ2 ）は、測定温
度４００℃の場合、Ｃｏ置換量６０ｍｏｌ％で２０．５
と最大値を示し、ＣＯガスを著しく選択的に検知するこ
とができた。更に、Ｃｏ置換量４０〜６０ｍｏｌ％にお
いてＨ2 に対するセンサ出力がほぼ０を記録した。
した理由は、Ｃｏの置換量が６０ｍｏｌ％を越えると、
電極とＹＳＺ基板との間の熱膨張係数の相違が広がり、
加熱した際、両者の密着性が損なわれるためにセンサと
しての機能を果たすことができなくなるからである。図
２に示されたグラフから明らかなように、実施例のＣＯ
ガス検知素子を用いたことにより、ＣＯとＨ2 とに対す
るそれぞれのセンサ出力の比（ＣＯ／Ｈ2 ）は、測定温
度４００℃の場合、Ｃｏ置換量６０ｍｏｌ％で２０．５
と最大値を示し、ＣＯガスを著しく選択的に検知するこ
とができた。更に、Ｃｏ置換量４０〜６０ｍｏｌ％にお
いてＨ2 に対するセンサ出力がほぼ０を記録した。
【００２８】以上の結果から、本発明の実施例はＣＯガ
スに対して著しく優れた選択性を示すことが分かった。
スに対して著しく優れた選択性を示すことが分かった。
【００２９】更に、本発明においては前記のとおり、置
換型ペロブスカイト型複合酸化物を“Ａ′1-x Ａ″x
Ｂ′1-y Ｂ″y Ｏz ”とし、Ａ′のみならず、Ｂ′をも
置換することにより、電極の酸素イオン伝導性及び活性
が向上することから、ＣＯ検出素子の感度に関する耐久
性に改善が見られた。これを、図３のグラフを参照しな
がら説明する。
換型ペロブスカイト型複合酸化物を“Ａ′1-x Ａ″x
Ｂ′1-y Ｂ″y Ｏz ”とし、Ａ′のみならず、Ｂ′をも
置換することにより、電極の酸素イオン伝導性及び活性
が向上することから、ＣＯ検出素子の感度に関する耐久
性に改善が見られた。これを、図３のグラフを参照しな
がら説明する。
【００３０】図３は、Ｌａ0.7 Ｓｒ0.3 Ｍｎ0.4 Ｃｏ
0.6 Ｏ3-δ（Ｃｏ置換量が６０ｍｏｌ％）を電極とした
ＣＯガスセンサによって、空気およびＣＯガス（図３
（ａ））並びに空気およびＨ2 ガス（図３（ｂ））を２
８日間にわたってそれぞれ検出測定した結果を示すグラ
フである。図中、空気の測定結果はプロット（□）で示
され、ＣＯガスおよびＨ2 ガスに測定結果に関しては、
それぞれ５００ｐｐｍの場合がプロット（■）で示され
ている。なお、互い隣接するプロット間において、セン
サは無通電放置された。
0.6 Ｏ3-δ（Ｃｏ置換量が６０ｍｏｌ％）を電極とした
ＣＯガスセンサによって、空気およびＣＯガス（図３
（ａ））並びに空気およびＨ2 ガス（図３（ｂ））を２
８日間にわたってそれぞれ検出測定した結果を示すグラ
フである。図中、空気の測定結果はプロット（□）で示
され、ＣＯガスおよびＨ2 ガスに測定結果に関しては、
それぞれ５００ｐｐｍの場合がプロット（■）で示され
ている。なお、互い隣接するプロット間において、セン
サは無通電放置された。
【００３１】図３（ａ）から明らかなとおり、ＣＯガス
検出によるセンサ出力に幾分か変化が見られるものの、
全体としてはヒートアップによるクリーニングを何ら行
うことなく２８日間が経過してもＣＯガスに対する良好
な感度と検出信頼度を維持していることが分かる。
検出によるセンサ出力に幾分か変化が見られるものの、
全体としてはヒートアップによるクリーニングを何ら行
うことなく２８日間が経過してもＣＯガスに対する良好
な感度と検出信頼度を維持していることが分かる。
【００３２】また、図３（ｂ）からは、Ｈ2 ガスに対す
るセンサ出力が、２８日間経過後も１０ｍＶ以下で、ガ
ス選択性の面でも経時劣化が起きていないことが分か
る。
るセンサ出力が、２８日間経過後も１０ｍＶ以下で、ガ
ス選択性の面でも経時劣化が起きていないことが分か
る。
【００３３】図４は、本発明のＣＯガス検知素子を用い
たＣＯセンサによる初期の応答性（図４の（ａ）参照）
と、３週間経過後の応答性（図４の（ｂ）参照）とを示
すグラフである。両グラフとも、横軸に時間（分）を取
り、縦軸にセンサ出力としての電圧（ｍＶ）を取ってい
る。これらのグラフから明らかなように、図４の（ａ）
に示される初期の場合、空気では出力は殆ど出ず、比較
的低濃度と言える５００ｐｐｍのＣＯガスを導入した直
後に素早く反応してセンサ出力が急激に立ち上がり、５
０ｍＶ近くを記録している。更に、ＣＯガスをパージし
た後の空気に対しては再び出力は殆ど出ていない。ま
た、図４の（ｂ）に示される３週間経過後の場合におい
ても、空気に対する出力は初期の場合より低くゼロに近
い。５００ｐｐｍのＣＯガスを導入した際には、その反
応は初期の場合とほぼ同様に素早く反応して急激に立ち
上がり、更に、ＣＯガスをパージした後の空気に対する
出力は再び殆ど出ていない。
たＣＯセンサによる初期の応答性（図４の（ａ）参照）
と、３週間経過後の応答性（図４の（ｂ）参照）とを示
すグラフである。両グラフとも、横軸に時間（分）を取
り、縦軸にセンサ出力としての電圧（ｍＶ）を取ってい
る。これらのグラフから明らかなように、図４の（ａ）
に示される初期の場合、空気では出力は殆ど出ず、比較
的低濃度と言える５００ｐｐｍのＣＯガスを導入した直
後に素早く反応してセンサ出力が急激に立ち上がり、５
０ｍＶ近くを記録している。更に、ＣＯガスをパージし
た後の空気に対しては再び出力は殆ど出ていない。ま
た、図４の（ｂ）に示される３週間経過後の場合におい
ても、空気に対する出力は初期の場合より低くゼロに近
い。５００ｐｐｍのＣＯガスを導入した際には、その反
応は初期の場合とほぼ同様に素早く反応して急激に立ち
上がり、更に、ＣＯガスをパージした後の空気に対する
出力は再び殆ど出ていない。
【００３４】このように、本発明のＣＯガス検知素子を
用いたＣＯセンサは、応答性に関する初期特性が優れて
いるばかりか、時間の経過による応答性の劣化（経時変
化）が全く見られない。
用いたＣＯセンサは、応答性に関する初期特性が優れて
いるばかりか、時間の経過による応答性の劣化（経時変
化）が全く見られない。
【００３５】図５は、図２に示す結果を得たＣＯガス及
び他の可燃性ガスの検知に用いられた測定装置のブロッ
ク図であり、被検ガスが導入されるガス室１１の室内の
適所に本発明のＣＯガス検知素子を有するＣＯガスセン
サ１０が置かれている。このＣＯガスセンサ１０の電極
２及び３からそれぞれ引き出されたリード線５ｂ及び６
ｂにはセンサ出力測定器としての電圧計１２が接続され
ている。また、ヒータ７のための電源１３が用意されて
いる。
び他の可燃性ガスの検知に用いられた測定装置のブロッ
ク図であり、被検ガスが導入されるガス室１１の室内の
適所に本発明のＣＯガス検知素子を有するＣＯガスセン
サ１０が置かれている。このＣＯガスセンサ１０の電極
２及び３からそれぞれ引き出されたリード線５ｂ及び６
ｂにはセンサ出力測定器としての電圧計１２が接続され
ている。また、ヒータ７のための電源１３が用意されて
いる。
【００３６】更に、ガス室１２からのガス排気管路の途
中には、ガス室１２に導入される被検ガス中のＣＯガス
濃度を検知するための赤外線吸収式ポータブルガステス
タ等のＣＯガスメータ１４が、またＯ2 ガス濃度を検知
するためのガスクロマトグラフィ等のＯ2 ガスメータ１
５が共に接続されている。ガス排気管路の終端は有毒ガ
ス処理装置（図示せず）に接続されている。
中には、ガス室１２に導入される被検ガス中のＣＯガス
濃度を検知するための赤外線吸収式ポータブルガステス
タ等のＣＯガスメータ１４が、またＯ2 ガス濃度を検知
するためのガスクロマトグラフィ等のＯ2 ガスメータ１
５が共に接続されている。ガス排気管路の終端は有毒ガ
ス処理装置（図示せず）に接続されている。
【００３７】電圧計１３及びＣＯガスメータ１４並びに
Ｏ2 ガスメータ１５における測定値は、電源１３に接続
されたパーソナルコンピュータ等の処理装置１６に入力
される。
Ｏ2 ガスメータ１５における測定値は、電源１３に接続
されたパーソナルコンピュータ等の処理装置１６に入力
される。
【００３８】一方、ガス室１２内に導入されるガス（Ｃ
Ｏ＋Ｎ2 、Ｈ2 ＋Ｎ2 、Ｏ2 、Ｎ2）は、それぞれのガ
スボンベ１７ａ〜１７ｄから被検ガス混合器２０に供給
され、そこで混合された後、そこから炉室１２内へ導か
れる。
Ｏ＋Ｎ2 、Ｈ2 ＋Ｎ2 、Ｏ2 、Ｎ2）は、それぞれのガ
スボンベ１７ａ〜１７ｄから被検ガス混合器２０に供給
され、そこで混合された後、そこから炉室１２内へ導か
れる。
【００３９】また、ガスボンベ１７ａ〜１７ｄからの各
ガスは、処理装置１６によって流量が制御されるマスフ
ローコントローラ１８ａ〜１８ｄをそれぞれ介して被検
ガス混合器１９に供給されるようになっている。
ガスは、処理装置１６によって流量が制御されるマスフ
ローコントローラ１８ａ〜１８ｄをそれぞれ介して被検
ガス混合器１９に供給されるようになっている。
【００４０】なお、前述の実施例では、基板１の同一面
に一対の電極２及び３が形成されたが、一対の電極が基
板１の異なる面にそれぞれ形成され一酸化炭素ガス検知
素子においても同等の効果を発揮する。
に一対の電極２及び３が形成されたが、一対の電極が基
板１の異なる面にそれぞれ形成され一酸化炭素ガス検知
素子においても同等の効果を発揮する。
【００４１】更に、上記実施例では、検知素子の酸素イ
オン伝導性固体電解質としてＹ2 Ｏ3 で安定化したＺｒ
Ｏ2 を、電極にＬａ1-x Ｓｒx Ｍｎ1-y Ｃｏy Ｏ3-δ
を、そして酸化触媒としてＡｌ2 Ｏ3 を担体とするＰｔ
をそれぞれ用いたが、本発明は次に列記するような物質
を使用しても実施例と同等のＣＯガス検知素子を製造す
ることができる。 １．酸素イオン伝導性固体電解質として、（１）Ｃａ
Ｏ，ＭｇＯまたはＭ2 Ｏ3 （ＭはＹ、Ｌａ等の希土類元
素）で安定化されたＺｒＯ2 、（２）ＣａＯまたはＭ2
Ｏ3 （ＭはＧｄ、Ｌａ等の希土類元素）とＣｅＯ2 との
混合物、（３）ＴｈＯ2 とＭ2 Ｏ3 （ＭはＹ、Ｌａ等の
希土類元素）との混合物、（４）Ｙ2 Ｏ3 ，Ｇｄ2 Ｏ
3 ，Ｎｂ2 Ｏ5 ，ＷＯ3 ，ＳｒＯ，ＢａＯまたはＬａ2
Ｏ3 とＢｉ2 Ｏ3 との混合物。 ２．電極として、置換型ペロブスカイト型複合酸化物
（Ａ′1-x Ａ″x Ｂ′1-y Ｂ″Ｏz ）であって、Ａ′と
して希土類元素であるＣｅ，Ｐｒ，Ｎｄ、Ａ″としてア
ルカリ土類金属元素であるＣａ，Ｂａ、そしてＢ′及び
Ｂ″として遷移金属元素であるＶ，Ｃｒ，Ｆｅ，Ｍｎ，
Ｃｏ，Ｃｕ，Ｎｉ等の中から選ばれる互いに異なる２つ
で構成される複合酸化物。 ３．酸化触媒として、Ｍｇ，Ｃａ，Ｖ，Ｃｒ，Ｍｎ，Ｆ
ｅ，Ｃｏ，ＮｉまたはＣｕの酸化物，Ｒｕ，Ｒｈ，Ｐ
ｔ，Ｐｄから成るグループの中から選ばれる単独あるい
は２以上の組み合わせからなる触媒物質と、Ａｌ2 Ｏ
3 ，ＳｉＯ2 ，ＴｉＯ2 ，ＭｇＯ，ＳｎＯ2 ，ＺｒＯ
2 ，Ｌａ2 Ｏ3 ，ＣｅＯ2 からなるグループの中から選
ばれる単独あるいは２以上の組み合わせからなる触媒用
担体とで構成されるもの。
オン伝導性固体電解質としてＹ2 Ｏ3 で安定化したＺｒ
Ｏ2 を、電極にＬａ1-x Ｓｒx Ｍｎ1-y Ｃｏy Ｏ3-δ
を、そして酸化触媒としてＡｌ2 Ｏ3 を担体とするＰｔ
をそれぞれ用いたが、本発明は次に列記するような物質
を使用しても実施例と同等のＣＯガス検知素子を製造す
ることができる。 １．酸素イオン伝導性固体電解質として、（１）Ｃａ
Ｏ，ＭｇＯまたはＭ2 Ｏ3 （ＭはＹ、Ｌａ等の希土類元
素）で安定化されたＺｒＯ2 、（２）ＣａＯまたはＭ2
Ｏ3 （ＭはＧｄ、Ｌａ等の希土類元素）とＣｅＯ2 との
混合物、（３）ＴｈＯ2 とＭ2 Ｏ3 （ＭはＹ、Ｌａ等の
希土類元素）との混合物、（４）Ｙ2 Ｏ3 ，Ｇｄ2 Ｏ
3 ，Ｎｂ2 Ｏ5 ，ＷＯ3 ，ＳｒＯ，ＢａＯまたはＬａ2
Ｏ3 とＢｉ2 Ｏ3 との混合物。 ２．電極として、置換型ペロブスカイト型複合酸化物
（Ａ′1-x Ａ″x Ｂ′1-y Ｂ″Ｏz ）であって、Ａ′と
して希土類元素であるＣｅ，Ｐｒ，Ｎｄ、Ａ″としてア
ルカリ土類金属元素であるＣａ，Ｂａ、そしてＢ′及び
Ｂ″として遷移金属元素であるＶ，Ｃｒ，Ｆｅ，Ｍｎ，
Ｃｏ，Ｃｕ，Ｎｉ等の中から選ばれる互いに異なる２つ
で構成される複合酸化物。 ３．酸化触媒として、Ｍｇ，Ｃａ，Ｖ，Ｃｒ，Ｍｎ，Ｆ
ｅ，Ｃｏ，ＮｉまたはＣｕの酸化物，Ｒｕ，Ｒｈ，Ｐ
ｔ，Ｐｄから成るグループの中から選ばれる単独あるい
は２以上の組み合わせからなる触媒物質と、Ａｌ2 Ｏ
3 ，ＳｉＯ2 ，ＴｉＯ2 ，ＭｇＯ，ＳｎＯ2 ，ＺｒＯ
2 ，Ｌａ2 Ｏ3 ，ＣｅＯ2 からなるグループの中から選
ばれる単独あるいは２以上の組み合わせからなる触媒用
担体とで構成されるもの。
【００４２】以上の説明は単に本発明の好適な実施例の
例証であり、本発明の範囲はこれに限定されることはな
い。
例証であり、本発明の範囲はこれに限定されることはな
い。
【００４３】
【発明の効果】本発明の一酸化炭素ガス検知素子によれ
ば、ＣＯガスに酸化反応を起こさせ易く、かつ高い電子
伝導性および高い酸素イオン伝導性を有する置換型ペロ
ブスカイト型複合酸化物（Ａ′1-x Ａ″x Ｂ′1-y Ｂ″
Ｏz ： ただし、Ａ′は希土類元素であり、Ａ″はアル
カリ土類金属元素であり、Ｂ′およびＢ″は共に遷移金
属元素である。）によって電極が形成されており、希土
類元素Ａ′のみならず、遷移金属元素Ｂ′の一部をも置
換させることによって電極の酸素イオン伝導性及び活性
を向上させたので、ＣＯガスの選択性は勿論のこと、従
来のＣＯガス検知素子に比べて低濃度域でのＣＯガス検
出感度が著しく優れ、ＣＯガス検出性能の寿命を著しく
伸ばした耐久性に優れたＣＯガス検知素子を提供するこ
とができる。
ば、ＣＯガスに酸化反応を起こさせ易く、かつ高い電子
伝導性および高い酸素イオン伝導性を有する置換型ペロ
ブスカイト型複合酸化物（Ａ′1-x Ａ″x Ｂ′1-y Ｂ″
Ｏz ： ただし、Ａ′は希土類元素であり、Ａ″はアル
カリ土類金属元素であり、Ｂ′およびＢ″は共に遷移金
属元素である。）によって電極が形成されており、希土
類元素Ａ′のみならず、遷移金属元素Ｂ′の一部をも置
換させることによって電極の酸素イオン伝導性及び活性
を向上させたので、ＣＯガスの選択性は勿論のこと、従
来のＣＯガス検知素子に比べて低濃度域でのＣＯガス検
出感度が著しく優れ、ＣＯガス検出性能の寿命を著しく
伸ばした耐久性に優れたＣＯガス検知素子を提供するこ
とができる。
【００４４】また、ヒートアップによるクリーニングを
行わずともＣＯガスの検出性能を良好に維持できるの
で、使用性に優れている。
行わずともＣＯガスの検出性能を良好に維持できるの
で、使用性に優れている。
【００４５】更に、電極及び触媒にはそれぞれ少なくと
も１種の材料を用いれば、その性能を十分に発揮するこ
とができ、構造の簡易化を達成することができる。
も１種の材料を用いれば、その性能を十分に発揮するこ
とができ、構造の簡易化を達成することができる。
【図１】（ａ）本発明の一実施例を用いたＣＯガスセン
サを示す概略上面図、（ｂ）はそのＢ−Ｂ断面図であ
る。
サを示す概略上面図、（ｂ）はそのＢ−Ｂ断面図であ
る。
【図２】本発明の実施例のＣＯガス選択性として、Ｃｏ
置換量に対応するＣＯガス検知結果（センサ出力）をＨ
2 ガス検知結果と比較して示すグラフである。
置換量に対応するＣＯガス検知結果（センサ出力）をＨ
2 ガス検知結果と比較して示すグラフである。
【図３】本発明の実施例における無通電放置の場合の応
答性及び選択性に関する経時変化特性を示すグラフであ
り、（ａ）はＣＯガスに対する経時変化を、また（ｂ）
はＨ2 ガスに対する経時変化をそれぞれ示している。
答性及び選択性に関する経時変化特性を示すグラフであ
り、（ａ）はＣＯガスに対する経時変化を、また（ｂ）
はＨ2 ガスに対する経時変化をそれぞれ示している。
【図４】本発明のＣＯガス検知素子のＣＯガス応答性を
示すグラフであり、（ａ）は初期の応答性（初期特性）
を示し、（ｂ）は３週間経過後の応答性（経時特性）を
示している。
示すグラフであり、（ａ）は初期の応答性（初期特性）
を示し、（ｂ）は３週間経過後の応答性（経時特性）を
示している。
【図５】本発明におけるガス検知に用いた測定装置のブ
ロック図である。
ロック図である。
【図６】従来のＣＯガス検知素子のＣＯガス応答性を示
すグラフであり、（ａ）は初期の応答性（初期特性）を
示し、（ｂ）は１週間後の応答性（経時特性）を示して
いる。
すグラフであり、（ａ）は初期の応答性（初期特性）を
示し、（ｂ）は１週間後の応答性（経時特性）を示して
いる。
１ ＹＳＺ基板 ２ 電極 ３ 電極 ４ 触媒層 ５ａ，５ｂ リード部 ６ａ，６ｂ リード部 ７ ヒータ １０ ＣＯガスセンサ １１ ガス室 １２ 電圧計 １３ 電源 １４ ＣＯガスメータ １５ Ｏ2 ガスメータ １６ 処理装置 １７ａ〜１７ｄ ガスボンベ １８ａ〜１８ｄ マスフローコントローラ １９ 被検ガス混合器
Claims (8)
- 【請求項１】 酸素イオン伝導性固体電解質からなる基
板の表面上に、置換型ペロブスカイト型複合酸化物
（Ａ′1-x Ａ″x Ｂ′1-y Ｂ″y Ｏz ：ただし、Ａ′は
希土類元素であり、Ａ″はアルカリ土類金属元素であ
り、Ｂ′およびＢ″は共に遷移金属元素である。）を含
む一対の電極を形成し、該一対の電極の一方を酸化触媒
で覆ったことを特徴とする一酸化炭素ガス検知素子。 - 【請求項２】 前記一対の電極が前記基板の同一面に形
成されたことを特徴とする請求項１に記載の一酸化炭素
ガス検知素子。 - 【請求項３】 前記一対の電極が前記基板の異なる面に
それぞれ形成されたことを特徴とする請求項１に記載の
一酸化炭素ガス検知素子。 - 【請求項４】 前記酸素イオン伝導性固体電解質が、Ｃ
ａＯ，ＭｇＯまたはＭ2 Ｏ3 （ＭはＹ、Ｌａ等の希土類
元素）で安定化されたＺｒＯ2 、ＣａＯまたはＭ2 Ｏ3
（ＭはＧｄ、Ｌａ等の希土類元素）とＣｅＯ2 との混合
物、Ｙ2 Ｏ3，Ｇｄ2 Ｏ3 ，Ｎｂ2 Ｏ5 ，ＷＯ3 ，Ｓｒ
Ｏ，ＢａＯまたはＬａ2 Ｏ3 とＢｉ2Ｏ3 との混合物か
らなるグループの中から選ばれる１つであることを特徴
とする請求項１から３までのいずれか一項に記載の一酸
化炭素ガス検知素子。 - 【請求項５】 前記置換型ペロブスカイト型複合酸化物
（Ａ′1-x Ａ″x Ｂ′1-y Ｂ″y Ｏz ）が、ペロブスカ
イト型複合酸化物（ＡＢＯ3 ）のＡとしてＬａ，Ｃｅ，
Ｐｒ，Ｎｄ等の希土類元素が用いられ、ＢとしてＶ，Ｃ
ｒ，Ｍｎ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｃｕ等の遷移金属元素が
用いられ、前記Ａの一部Ａ″がＣａ，Ｓｒ，Ｂａ等のア
ルカリ土類金属元素により置換され、また前記Ｂの一部
Ｂ″が別の遷移金属元素により置換された複合酸化物で
あることを特徴とする請求項１から３までのいずれか一
項に記載の一酸化炭素ガス検知素子。 - 【請求項６】 前記アルカリ土類金属元素による置換量
ｘが５０ｍｏｌ％未満であり、一方、前記別の遷移金属
元素による置換量ｙが６０ｍｏｌ％以下であることを特
徴とする請求項５に記載の一酸化炭素ガス検知素子。 - 【請求項７】 前記置換に用いられる遷移金属元素がＣ
ｏであることを特徴とする請求項５および６のいずれか
一項に記載の一酸化炭素ガス検知素子。 - 【請求項８】 前記酸化触媒が、Ｍｇ，Ｃａ，Ｖ，Ｃ
ｒ，Ｍｎ，Ｆｅ，Ｃｏ，ＮｉまたはＣｕの酸化物，Ｒ
ｕ，Ｒｈ，Ｐｔ，Ｐｄからなるグループの中から選ばれ
る単独あるいは２以上の組み合わせからなる触媒物質
と、Ａｌ2 Ｏ3 ，ＳｉＯ2 ，ＴｉＯ2 ，ＭｇＯ，ＳｎＯ
2 ，ＺｒＯ2 ，Ｌａ2 Ｏ3 ，ＣｅＯ2 からなるグループ
の中から選ばれる単独あるいは２以上の組み合わせから
なる触媒用担体とで構成されていることを特徴とする請
求項１から３までのいずれか一項に記載の一酸化炭素ガ
ス検知素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9173874A JPH1123518A (ja) | 1997-06-30 | 1997-06-30 | 一酸化炭素ガス検知素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9173874A JPH1123518A (ja) | 1997-06-30 | 1997-06-30 | 一酸化炭素ガス検知素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1123518A true JPH1123518A (ja) | 1999-01-29 |
Family
ID=15968739
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9173874A Withdrawn JPH1123518A (ja) | 1997-06-30 | 1997-06-30 | 一酸化炭素ガス検知素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1123518A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007248357A (ja) * | 2006-03-17 | 2007-09-27 | Toyota Central Res & Dev Lab Inc | ガスセンサと、それを用いる燃料供給システムと、その使用方法 |
| JP2009115776A (ja) * | 2007-07-11 | 2009-05-28 | Ngk Spark Plug Co Ltd | アンモニアガスセンサ |
| CN113945616A (zh) * | 2021-11-30 | 2022-01-18 | 吉林大学 | Ni-MOF/MWCNT为敏感电极的混成电位型室温NO传感器、制备方法及其应用 |
-
1997
- 1997-06-30 JP JP9173874A patent/JPH1123518A/ja not_active Withdrawn
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007248357A (ja) * | 2006-03-17 | 2007-09-27 | Toyota Central Res & Dev Lab Inc | ガスセンサと、それを用いる燃料供給システムと、その使用方法 |
| JP2009115776A (ja) * | 2007-07-11 | 2009-05-28 | Ngk Spark Plug Co Ltd | アンモニアガスセンサ |
| CN113945616A (zh) * | 2021-11-30 | 2022-01-18 | 吉林大学 | Ni-MOF/MWCNT为敏感电极的混成电位型室温NO传感器、制备方法及其应用 |
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