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HIGH CONCENTRATION HYDROGEN GAS SENSOR meetings foreign

Patent code P110002273
File No. S2009-0639-N0
Posted date Apr 11, 2011
Application number P2009-081001
Publication number P2010-230620A
Patent number P5201593
Date of filing Mar 30, 2009
Date of publication of application Oct 14, 2010
Date of registration Feb 22, 2013
Inventor
  • (In Japanese)原田 修治
  • (In Japanese)石塚 達也
  • (In Japanese)中村 恒夫
Applicant
  • (In Japanese)国立大学法人 新潟大学
Title HIGH CONCENTRATION HYDROGEN GAS SENSOR meetings foreign
Abstract PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a high concentration hydrogen gas sensor for detecting high concentration hydrogen gas with a simple constitution.
SOLUTION: This hydrogen sensor is provided with: a detection electrode 14; a reference electrode 16; and an electrolyte 12 in contact with these electrodes. The detection electrode 14 and reference electrode 16 are made of material where hydrogen molecules do not spontaneously become dissociated to atomic hydrogen on the surfaces of these electrodes in a standard state. Then, for example, by maintaining at least the detection electrode 14 at a temperature higher than the standard state by a heater 20, the hydrogen molecules are activated and dissociated on a surface of the detection electrode 14, and hydrogen gas is detected based on the electromotive force value occurring between these electrodes.
Outline of related art and contending technology (In Japanese)


今後の水素エネルギー利用社会において水素爆発の危険性を払拭し安全性が高く、利便性に優れた水素エネルギー利用システムの構築が望まれる。このような目的に用いられる水素ガスセンサーには、大気中に漏れた水素量を瞬時に高精度で検出でき、構造が単純で、信頼性が高いことが求められる。



このような水素ガスセンサーとして、特許文献1に示すような起電力型の水素ガスセンサーが開示されている。この水素ガスセンサーでは、検出電極として、常温において水素分子が電極の表面に達すると自発的に原子状水素に解離するような素材を用いており、基準電極として、常温において水素分子が電極の表面で自発的に解離しないような素材を用いている。



このような構成の水素ガスセンサーにおいて、検出電極に水素ガスが触れると水素濃度に依存して水素ガスが原子状に解離し、水素濃度に依存した電位を呈するようになる。一方、基準電極では解離が発生しないので、これらの電極間にガス濃度に対応する電位差が発生し、これを検出することで水素ガスセンサーとして機能する。

Field of industrial application (In Japanese)


本発明は、例えば、水素燃料電池の水素極側セルの水素濃度を検知することで,燃料電池の稼動状況や燃料効率を評価するのに利用可能な高濃度水素ガスセンサーに関する。

Scope of claims (In Japanese)
【請求項1】
 
検出電極及び基準電極と、これらの電極と接触する電解質とを備え、
前記検出電極及び前記基準電極として、標準状態において水素分子がこれら電極の表面で自発的に原子状水素に解離しないような素材を用い、
前記検出電極として、標準状態より高い温度に維持することにより表面で水素分子を活性化して解離させるような素材を用い、
前記電極間に発生する起電力値に基づいて水素ガスを検出するために前記起電力を測定する起電力計を備えていることを特徴とする高濃度水素ガスセンサー。

【請求項2】
 
記検出電極及び前記基準電極として、H2(-)|50mol/m3H2SO4|物質試料(+)で構成したセルでの標準起電力値が0.8V未満の値を示す素材を用いることを特徴とする請求項1に記載の高濃度水素ガスセンサー。

【請求項3】
 
前記検出電極の表面で水素分子が原子状水素に解離するようになる温度が、前記基準電極の表面で水素分子が原子状水素に解離するようになる温度より低いものであることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の高濃度水素ガスセンサー。

【請求項4】
 
前記検出電極の温度が前記基準電極の温度より高くなるようにすることを特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれかに記載の高濃度水素ガスセンサー。

【請求項5】
 
絶縁性基板上に、前記電解質として、膜状の固体電解質が形成され、当該固体電解質上に前記検出電極及び前記基準電極が互いに離間して設けられ、これら検出電極及び基準電極は、配線を介して前記起電力計に接続されていることを特徴とする請求項1ないし請求項4のいずれかに記載の高濃度水素ガスセンサー。

【請求項6】
 
前記電解質として固体電解質を用いることを特徴とする請求項1ないし請求項5のいずれかに記載の高濃度水素ガスセンサー。
IPC(International Patent Classification)
F-term
Drawing

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JP2009081001thum.jpg
State of application right Registered
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