JPS5899747A - ガス検知素子 - Google Patents
ガス検知素子Info
- Publication number
- JPS5899747A JPS5899747A JP56196809A JP19680981A JPS5899747A JP S5899747 A JPS5899747 A JP S5899747A JP 56196809 A JP56196809 A JP 56196809A JP 19680981 A JP19680981 A JP 19680981A JP S5899747 A JPS5899747 A JP S5899747A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- catalyst layer
- electrodes
- catalyst
- alcohol
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-
- G—PHYSICS
- 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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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は一酸化炭素に選択的に感応するガス検知素子（
センサー）に関するものである。ＣＯ３− Ｈ１３，アルコール等が雰囲気中に存在すると生物に対
する毒性ヤ爆発の危険性があるが、とぐにＣＯは５００
１）ｐｍ程度の微量でも毒性は強い。
センサー）に関するものである。ＣＯ３− Ｈ１３，アルコール等が雰囲気中に存在すると生物に対
する毒性ヤ爆発の危険性があるが、とぐにＣＯは５００
１）ｐｍ程度の微量でも毒性は強い。
また、初期火災においては、ＣＯが急に増加することが
知られており、火災検知器を目的とするセンサーはＣＯ
に特異的に感応するものが望まｎている。台所、酒場で
アルコールが微量存在しても誤動作しないためにも、Ｃ
Ｏに特異的なセンサーが必要である。
知られており、火災検知器を目的とするセンサーはＣＯ
に特異的に感応するものが望まｎている。台所、酒場で
アルコールが微量存在しても誤動作しないためにも、Ｃ
Ｏに特異的なセンサーが必要である。
゛しかるに、従来知られているセンサーは、いずれも−
〇〇よりもＨ６やアルコールの方によく感応するという
問題点がめった。
〇〇よりもＨ６やアルコールの方によく感応するという
問題点がめった。
本発明は上記問題を解決するためになさ几たもので、セ
ンサ一部を適当な一酸化触媒で覆った構造から成るもの
である。さらに具体的には、酸素イオン導伝性固体電解
質がら空る基体上に少なくと−も一対の電極から設けら
れ、しかも前記一方の電極上には触媒能力の小なる酸化
触媒層が、他方の電極上には大なる触媒層がそれぞれ設
けられた構造からなるもので、以下に本発明の動作原理
を説明する。
ンサ一部を適当な一酸化触媒で覆った構造から成るもの
である。さらに具体的には、酸素イオン導伝性固体電解
質がら空る基体上に少なくと−も一対の電極から設けら
れ、しかも前記一方の電極上には触媒能力の小なる酸化
触媒層が、他方の電極上には大なる触媒層がそれぞれ設
けられた構造からなるもので、以下に本発明の動作原理
を説明する。
すなわち、空気中にＨｌとアルコールが含まれてもほと
んど応答しないか、また空気中にＣＯ９Ｈ６とアルコー
ルが含まれてもほぼＣＯ濃度だけに依存する応答が得ら
れるという、ＣＯ選択性のよいセンサーの動作原理につ
いて以下に述べる。
んど応答しないか、また空気中にＣＯ９Ｈ６とアルコー
ルが含まれてもほぼＣＯ濃度だけに依存する応答が得ら
れるという、ＣＯ選択性のよいセンサーの動作原理につ
いて以下に述べる。
本発明はどんな可燃性ガスにも応用可能であるが、ここ
では固体電解質を用いた起電力型センサーに応用した場
合について説明することにする。
では固体電解質を用いた起電力型センサーに応用した場
合について説明することにする。
第１の触媒を高活性な触媒にして、ＣＯ，Ｈ。
またはアルコールのいずれをもほぼ完全に酸化する能力
を有するようにする。ｗＪ２の触媒を低活性な触媒にし
て、Ｈｌ、アルコールは、はぼ全て酸化するが、ＣＯを
酸化するには、不十分な触媒能力を持つようにする。通
常、Ｈ２，アルコールはＣＯに比べて非常に酸化されや
すいため、このように触媒能力を調整することが可能で
、その調整条件を実施例に詳しく述べる。
を有するようにする。ｗＪ２の触媒を低活性な触媒にし
て、Ｈｌ、アルコールは、はぼ全て酸化するが、ＣＯを
酸化するには、不十分な触媒能力を持つようにする。通
常、Ｈ２，アルコールはＣＯに比べて非常に酸化されや
すいため、このように触媒能力を調整することが可能で
、その調整条件を実施例に詳しく述べる。
以上のように、そｎぞれの触媒能力をもつ触媒層を２層
設けると、つぎのような動作原理でｃ。
設けると、つぎのような動作原理でｃ。
選択性の高いセンサーと々る。空気中にＨ２またはアル
コールが含まれると、これらそｎぞれのガスは第２の触
媒層で酸化され、第１の触媒層及び電極上には到達しな
くなる。したがって、センサーはＨ，またはアルコール
には応答しない。つぎに空気中にＣＯとＨｚ 、またＩ
／ｉＣＯとアルコール、またはＣＯとＨ２とアルコール
が含まｎた場合、Ｈｌとアルコールは第２の触媒層で酸
化てｎてしまう。その結果、第１の触媒層に被覆でれて
いない電極上にはＣＯだけが到達するようになる。一方
、第１の触媒層に被覆された電極上には、ＣＯは第１の
触媒層を通過するときに酸化さｔてしまうので１すべて
の可燃性ガスが到達しなくなる。
コールが含まれると、これらそｎぞれのガスは第２の触
媒層で酸化され、第１の触媒層及び電極上には到達しな
くなる。したがって、センサーはＨ，またはアルコール
には応答しない。つぎに空気中にＣＯとＨｚ 、またＩ
／ｉＣＯとアルコール、またはＣＯとＨ２とアルコール
が含まｎた場合、Ｈｌとアルコールは第２の触媒層で酸
化てｎてしまう。その結果、第１の触媒層に被覆でれて
いない電極上にはＣＯだけが到達するようになる。一方
、第１の触媒層に被覆された電極上には、ＣＯは第１の
触媒層を通過するときに酸化さｔてしまうので１すべて
の可燃性ガスが到達しなくなる。
このように、可燃性ガス中にＣＯが含ま扛るとＣＯだけ
が一方の電極に到達し、他方の電優にはいずれの可燃性
ガスも到達しなくなるため、両電極間にＣＯの吸着に起
因する応答が得らｎる。すなわちＣＯ選択性のよいセン
サーとなる。
が一方の電極に到達し、他方の電優にはいずれの可燃性
ガスも到達しなくなるため、両電極間にＣＯの吸着に起
因する応答が得らｎる。すなわちＣＯ選択性のよいセン
サーとなる。
以下、実施例によシ本発明の詳細な説明する。
実施例１
第１図は、固体電解質としてジルコニアを用いた在来の
センサーの断面構造を示した比較例である。すなわち、
図において、１はジルコニア、２はＰｉ電極、３は第１
の触媒層を示したものである。いま、空気中にａ、、Ｃ
ｏ、アルコールを含有するとそｎぞれ濃度に応じて両電
極間に起電力が生ずる。しかし、このままでは、ＣＯに
対して選択的に感応しない。そこで、本発明ではＰｓを
アルミナに分散させたｗ、２の触媒層４を第２図のよう
に両電極上に設けてＣＯ選択性を向上しようとした。
センサーの断面構造を示した比較例である。すなわち、
図において、１はジルコニア、２はＰｉ電極、３は第１
の触媒層を示したものである。いま、空気中にａ、、Ｃ
ｏ、アルコールを含有するとそｎぞれ濃度に応じて両電
極間に起電力が生ずる。しかし、このままでは、ＣＯに
対して選択的に感応しない。そこで、本発明ではＰｓを
アルミナに分散させたｗ、２の触媒層４を第２図のよう
に両電極上に設けてＣＯ選択性を向上しようとした。
３５０Ｃにおいて１１０００ｐｐ のＣＯまたはＨ７
でしらべた。Ｐｔを担持した第２の触媒層の厚さを０．
３閣としたときの応答の減少率を第１表に示した。
でしらべた。Ｐｔを担持した第２の触媒層の厚さを０．
３閣としたときの応答の減少率を第１表に示した。
第 １ 表
° また、＠２の触媒層のＰｔの担持率を０．１％に
したときの応答減少率は第２のようになった。
したときの応答減少率は第２のようになった。
第 ２ 表
第１表、第２表の結果を単位面積（１ｃｒｎ”）６たり
ＯＰｔ量で換算すると第３のようにあられれる。
ＯＰｔ量で換算すると第３のようにあられれる。
第 ３ 表
このように、３５０Ｃでは、Ｐｉを１ｃｒｎ２０たシ０
．５〜１０−μｇ担持した第２の触媒層を用いるとＨｌ
にほとんど応答しないＣＯに選択的なセンサーとなるこ
とがわかる。
．５〜１０−μｇ担持した第２の触媒層を用いるとＨｌ
にほとんど応答しないＣＯに選択的なセンサーとなるこ
とがわかる。
実施例２ −
Ｐｉを１ｃＩｎ”６たり２；−５層ｇ担持した第２の触
媒層を設けた実施例１のセンサーのＣＯ選択性をＣＯと
Ｈｌとの混合ガスでしらべた。ＣＯを１１０００ｐｐに
固定して％ Ｈ，濃度を変化させたときの結果を第４表
に示゛した。
媒層を設けた実施例１のセンサーのＣＯ選択性をＣＯと
Ｈｌとの混合ガスでしらべた。ＣＯを１１０００ｐｐに
固定して％ Ｈ，濃度を変化させたときの結果を第４表
に示゛した。
第 ４ 表
この孝うにＨ７が共存しても、ＣＯに対する応答がほと
んど変わらず、ＣＯに対して選択性が高くなっている。
んど変わらず、ＣＯに対して選択性が高くなっている。
実施例３
第２の触媒中のＰ、をＰａに・置き換えても実施９１１
とほぼ同様の結果を得た。
とほぼ同様の結果を得た。
実施例４
センサ一温度を３０００にする以外、実施例１と同様の
実験を行なうと第５表のような結果を得た。
実験を行なうと第５表のような結果を得た。
第 ５ 表
このように３０００ではＰｔを１０〜１００μｇ ／
ｃｍ ”担持した第２の触媒層を用いると、Ｈ３にはほ
とんど感応しない、ＣＯに選択的なセンサとなることが
わかる。
ｃｍ ”担持した第２の触媒層を用いると、Ｈ３にはほ
とんど感応しない、ＣＯに選択的なセンサとなることが
わかる。
実施例５
実施例１においてＨｌのかわりにエタノールを用いた場
合、表１９表２９表３とほぼ同様の結果を得た。
合、表１９表２９表３とほぼ同様の結果を得た。
実施例６
実施例１にお’Ａ テＰ 偽をｃｕｏ、 Ｎｔｏ。
Ｆｅ、０．に置゛き換えた場合、ＣＯ選択性をもたせる
ためには、それぞれ白金の場合より１５倍。
ためには、それぞれ白金の場合より１５倍。
１０倍、３０倍の量が必要でめった。また、他の遷移金
属酸化物も第２の触媒成分として用いることができるこ
とは言うまでもない。
属酸化物も第２の触媒成分として用いることができるこ
とは言うまでもない。
実施例７
実施例１において第２の触媒の担体はアルミナを用いた
が、こｎをシリカにおきかえても、その効果はあまり変
わらなかった。
が、こｎをシリカにおきかえても、その効果はあまり変
わらなかった。
また、本実験においては、ジルコニヤを用いたセンサー
で実験を行なったが、原理的には、他のすべてのセンサ
ーにも適用可能である。
で実験を行なったが、原理的には、他のすべてのセンサ
ーにも適用可能である。
なお、上記実施例では、触媒能力の小なる触媒層は単層
、触媒能力の大なる層は複数層としたが、原理的沁は各
触媒層が単層であっても複数層であってもよい。その場
合には一方が他の触媒層よりも触媒能力が大であればよ
い。
、触媒能力の大なる層は複数層としたが、原理的沁は各
触媒層が単層であっても複数層であってもよい。その場
合には一方が他の触媒層よりも触媒能力が大であればよ
い。
第１図は比較のための在来のガス検知素子断面図、第２
図は本発明の一実施例を示したガス検知素子の断面図で
らる。 １・・・ジルコニア固体電解質、２・・・電極、３・・
・第１遁１図 ￥５Ｚ 図
図は本発明の一実施例を示したガス検知素子の断面図で
らる。 １・・・ジルコニア固体電解質、２・・・電極、３・・
・第１遁１図 ￥５Ｚ 図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、Ｒ素イオン導伝性固体電解質の基体上に少なくとも
一対の電極が設けられ、しかも上記−万の電極上には、
酸化触媒能力の小さな触媒層が他方の電極上には酸化触
媒能力の大なる触媒層がそれぞれ設けられて放ることを
特徴とするガス検知素子。 ２、上記一方の触媒層が酸化能力の小なる単層のものか
ら、他方の触媒層が前記酸化能力の小なる層と大なる層
の多層槽゛造、１−ら成ることを特徴とする特許請求の
範囲第１項記載のガス検知素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56196809A JPS5899747A (ja) | 1981-12-09 | 1981-12-09 | ガス検知素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56196809A JPS5899747A (ja) | 1981-12-09 | 1981-12-09 | ガス検知素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5899747A true JPS5899747A (ja) | 1983-06-14 |
Family
ID=16364006
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56196809A Pending JPS5899747A (ja) | 1981-12-09 | 1981-12-09 | ガス検知素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5899747A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6183956A (ja) * | 1984-10-01 | 1986-04-28 | Ngk Spark Plug Co Ltd | 空燃比センサ |
| JPS636454A (ja) * | 1986-03-27 | 1988-01-12 | ロート―テヒニーク ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング ウント コンパニー フォルシュング フュア アウトモビール― ウント ウムヴェルトテヒニーク | ガス混合物中のｏ↓２以外のガス状成分の濃度を連続的に監視するための方法及び装置 |
| EP0267764A2 (en) * | 1986-11-10 | 1988-05-18 | Japan Electronic Control Systems Co., Ltd. | Oxygen gas concentration-detecting apparatus and air-fuel ratio-controlling apparatus using same in internal combustion engine |
| EP0267765A2 (en) * | 1986-11-10 | 1988-05-18 | Japan Electronic Control Systems Co., Ltd. | Oxygen gas concentration-detecting apparatus |
| JPH0612954U (ja) * | 1992-07-22 | 1994-02-18 | 矢崎総業株式会社 | 炭酸ガスセンサ |
| EP0919807A1 (en) * | 1997-11-25 | 1999-06-02 | NGK Spark Plug Co. Ltd. | Oxygen Sensor |
| WO2000079262A1 (de) * | 1999-06-19 | 2000-12-28 | Xcellsis Gmbh | Vorrichtung zur messung von kohlenmonoxid |
| US20120047995A1 (en) * | 2009-03-31 | 2012-03-01 | Siemens Aktiengesellschaft | Selective Detector For Carbon Monoxide |
-
1981
- 1981-12-09 JP JP56196809A patent/JPS5899747A/ja active Pending
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6183956A (ja) * | 1984-10-01 | 1986-04-28 | Ngk Spark Plug Co Ltd | 空燃比センサ |
| JPS636454A (ja) * | 1986-03-27 | 1988-01-12 | ロート―テヒニーク ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング ウント コンパニー フォルシュング フュア アウトモビール― ウント ウムヴェルトテヒニーク | ガス混合物中のｏ↓２以外のガス状成分の濃度を連続的に監視するための方法及び装置 |
| EP0267764A2 (en) * | 1986-11-10 | 1988-05-18 | Japan Electronic Control Systems Co., Ltd. | Oxygen gas concentration-detecting apparatus and air-fuel ratio-controlling apparatus using same in internal combustion engine |
| EP0267765A2 (en) * | 1986-11-10 | 1988-05-18 | Japan Electronic Control Systems Co., Ltd. | Oxygen gas concentration-detecting apparatus |
| JPH0612954U (ja) * | 1992-07-22 | 1994-02-18 | 矢崎総業株式会社 | 炭酸ガスセンサ |
| EP0919807A1 (en) * | 1997-11-25 | 1999-06-02 | NGK Spark Plug Co. Ltd. | Oxygen Sensor |
| US6210552B1 (en) | 1997-11-25 | 2001-04-03 | Ngk Spark Plug Co., Ltd. | Oxygen sensor |
| WO2000079262A1 (de) * | 1999-06-19 | 2000-12-28 | Xcellsis Gmbh | Vorrichtung zur messung von kohlenmonoxid |
| US20120047995A1 (en) * | 2009-03-31 | 2012-03-01 | Siemens Aktiengesellschaft | Selective Detector For Carbon Monoxide |
| US8920627B2 (en) * | 2009-03-31 | 2014-12-30 | Siemens Aktiengesellschaft | Selective detector for carbon monoxide |
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