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水素ガス検知材とその被膜方法

国内特許コード P110005851
整理番号 12844
掲載日 2011年10月21日
出願番号 特願2006-102809
公開番号 特開2007-278744
登録番号 特許第4775708号
出願日 平成18年4月4日(2006.4.4)
公開日 平成19年10月25日(2007.10.25)
登録日 平成23年7月8日(2011.7.8)
発明者
  • 高野 勝昌
  • 山本 春也
  • 井上 愛知
  • 杉本 雅樹
  • 吉川 正人
出願人
  • 独立行政法人日本原子力研究開発機構
発明の名称 水素ガス検知材とその被膜方法
発明の概要

【課題】水素を含んだ雰囲気に曝されると、光の吸収特性が変化する水素ガス検知材とその被膜方法を提供する。
【解決手段】水素を含んだ雰囲気に曝されると、光の吸収特性が変化する水素ガス検知材とその被膜方法は、(1)上記水素ガス検知材の主成分が酸化タングステンである、(2)上記酸化タングステンの表面上にパラジウムが堆積されている、(3)上記酸化タングステンは、酸素の圧力を制御したスパッタリング法により基材に被膜される、(4)酸化タングステン被膜時の基材温度が室温(20℃)で被膜されることを特徴とする。
【選択図】図5

従来技術、競合技術の概要


近年、化石燃料の大量消費に伴い温室効果ガス(CO2など)放出による地球温暖化が問題となっており、化石燃料への依存を減らしたエネルギー供給システムの実現が必要とされている。特に水素燃料電池による電力供給は、環境負荷であるCO2を排出しない電力供給システムであり、その被膜技術は、持続的な発展を目指す水素社会を実現する基盤システムとして、多方面で研究が進められている。しかしながら、燃料となる水素は爆発を伴う可燃性ガスであり、その取扱には十分な安全対策が必要とされる。このため漏洩する微量水素を安全に検出する安価な検知方法の開発が、水素社会を実現する上での最重要課題の一つとなっている。これまで水素検知計器や水素の消費量の確認により監視していたが漏洩箇所を迅速に特定することが難しく、多大の労力と時間を要している。また、水素ガス検知計器は、水素吸着による半導体表面の電気抵抗変化を検出に用いており、爆発の着火源となりうる電源回路を伴うため安全性に問題があった。そこで、酸化パラジウム、或いは酸化タングステンからなる、粒径1 μm以下の微粒子を含有した水素漏洩検知用塗料、或いは該塗料を塗布した水素ガス検知材を、水素漏洩の疑いのある箇所に貼付する水素の漏洩検知方法が提案されている(特許文献1~3)。該塗料による水素漏洩の判別は、漏洩水素の吸着により酸化パラジウム或いは酸化タングステンが変色した箇所を、視覚的な確認によるため、漏洩箇所の特定が容易であり、安全性の高い水素の漏洩検知方法である。



しかしながら、該塗料は、強い酸性水溶液、強い塩基性水溶液、そして有害な有機溶媒等の多種に渡る薬品を用いた化学的製法により被膜されるため、製造コストが高いだけでなく、周囲の環境への負荷、及び作業者の環境衛生にも問題がある。また近年、粒径1 μm以下の微粒子についての、吸飲或いは曝露による人体への影響が懸念されており、該塗料の生産及びその取り扱いは、作業者の環境衛生に好ましくない。

【特許文献1】特開平 4-279681号公報

【特許文献2】特開平8-253742号公報

【特許文献3】特開2005-345338号公報

産業上の利用分野


本願発明は、酸化タングステンを用いた水素ガス検知材とその被膜方法に関するものである。

特許請求の範囲 【請求項1】
主成分が非晶質の酸化タングステンであり、その形状が薄膜である水素ガス検知材であって、酸化タングステンはスパッタリング法を用いて基材の表面上に被膜され、被膜時の基材温度は室温である、水素ガス検知材

【請求項2】
上記酸化タングステン薄膜の厚さが1μm以下である、請求項1記載の水素ガス検知材。

【請求項3】
パラジウム及び酸化タングステンの積層構造からなる、請求項1に記載の水素ガス検知材。

【請求項4】
酸化タングステンの被膜時に、酸素の圧力が制御されて被膜される、請求項1記載の水素ガス検知材。

【請求項5】
水素吸着により可視光域の光の吸収特性が変化することを特徴とする、請求項1記載の水素ガス検知材。

【請求項6】
酸素の圧力を制御したスパッタリング法を使用して、請求項1記載の水素ガス検知材を被膜する方法。

【請求項7】
基材は、ポリカーボネート、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタラート(PET)、ポリプロピレン、またはポリ塩化ビニリデンから構成される、請求項1記載のガス検知材。

【請求項8】
スパッタリングの投入電力が50W、基材とスパッタリングターゲットとの距離が10cmであって、酸素ガス圧が14~80mPa、アルゴンガス圧が130~170mPaのアルゴンと酸素の混合雰囲気でスパッタリングを行うことにより被膜される、請求項4に記載の水素ガス検知材。

【請求項9】
スパッタリングの投入電力が50W、基材とスパッタリングターゲットとの距離が10cmであって、酸素ガス圧が14~80mPa、アルゴンガス圧が130~170mPaのアルゴンと酸素の混合雰囲気でスパッタリングを行う、請求項6に記載の方法。
産業区分
  • 試験、検査
  • 薬品
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2006102809thum.jpg
出願権利状態 権利存続中
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