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JP2021014610A - Composition for hydrogen sensor and its manufacturing method - Google Patents

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JP2021014610A
JP2021014610A JP2019129058A JP2019129058A JP2021014610A JP 2021014610 A JP2021014610 A JP 2021014610A JP 2019129058 A JP2019129058 A JP 2019129058A JP 2019129058 A JP2019129058 A JP 2019129058A JP 2021014610 A JP2021014610 A JP 2021014610A
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Abstract

【課題】水素センサとして使用することができる新規の組成物を提供する。【解決手段】炭素繊維と、炭素繊維上に堆積されたパラジウム層とを含む組成物であって、そのパラジウム層が、酸化パラジウムと金属パラジウムとの混合物を含む組成物が提供される。水素センサ用組成物を製造するための方法として、酸素の存在下においてスパッタリングを行って、酸化パラジウムおよび金属パラジウムを炭素繊維上に堆積させてパラジウム層を形成する工程を含む方法、ならびに、スパッタリングによって金属パラジウムが堆積された炭素繊維を、酸素の存在下で加熱することにより、金属パラジウムの一部を酸化させ酸化パラジウムに転換してパラジウム層を形成する工程を含む方法が提供される。【選択図】図2PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a novel composition which can be used as a hydrogen sensor. A composition comprising carbon fibers and a palladium layer deposited on the carbon fibers, wherein the palladium layer contains a mixture of palladium oxide and metallic palladium is provided. A method for producing a composition for a hydrogen sensor includes a method of performing sputtering in the presence of oxygen to deposit palladium oxide and metallic palladium on carbon fibers to form a palladium layer, and by sputtering. Provided is a method comprising a step of oxidizing a part of metallic palladium and converting it into palladium oxide to form a palladium layer by heating carbon fibers on which metallic palladium is deposited in the presence of oxygen. [Selection diagram] Fig. 2

Description

本開示は、水素センサ装置の検知部として有用な組成物に関する。より具体的には、本開示は、水素吸蔵金属であるパラジウムに基づく水素センサ用組成物およびその製造方法に関する。 The present disclosure relates to a composition useful as a detector of a hydrogen sensor device. More specifically, the present disclosure relates to a composition for a hydrogen sensor based on palladium, which is a hydrogen storage metal, and a method for producing the same.

水素は、化石燃料の代替エネルギー源として注目されており、例えば自動車用燃料電池に使用されている。水素は無色透明で無臭の爆発性ガスである。したがって、水素エネルギーを社会に普及させるためには、水素ガス漏れを検知するためのガスセンサが不可欠になると考えられる。 Hydrogen is attracting attention as an alternative energy source for fossil fuels, and is used, for example, in fuel cells for automobiles. Hydrogen is a colorless, transparent, odorless, explosive gas. Therefore, in order to disseminate hydrogen energy to society, a gas sensor for detecting hydrogen gas leaks is considered to be indispensable.

水素ガス漏れ検知方法としては、水素と白金との反応による発熱を熱電変換により検知する接触燃焼式、および、SnO、ZnO等の金属酸化物表面の電気伝導度を測定して、水素との反応による電気伝導度変化を検知する半導体式などが知られている(非特許文献1)。これら従来の方式は、検出素子の温度変化を電圧に変換するしくみや、検出素子を高温に加熱することを必要とする。異なる構造・方式の水素センサはそれぞれ長所と短所を有しており、異なる特性を有する多様な水素センサの開発が模索されている。 Hydrogen gas leak detection methods include a contact combustion method that detects heat generated by the reaction between hydrogen and platinum by thermoelectric conversion, and a contact combustion method that measures the electrical conductivity of the surface of metal oxides such as SnO 2 and ZnO to obtain hydrogen. A semiconductor type that detects a change in electrical conductivity due to a reaction is known (Non-Patent Document 1). These conventional methods require a mechanism for converting a temperature change of the detection element into a voltage and heating the detection element to a high temperature. Hydrogen sensors with different structures and methods have their own strengths and weaknesses, and the development of various hydrogen sensors with different characteristics is being sought.

水素エネルギーシステム Vol. 30, No. 2 (2005), p. 35-40Hydrogen Energy System Vol. 30, No. 2 (2005), p. 35-40

本開示は、水素センサとして使用することができる新規の組成物を提供する。 The present disclosure provides a novel composition that can be used as a hydrogen sensor.

発明者らは、水素吸蔵金属として知られるパラジウム(Pd)と、熱伝導性の高い炭素繊維とを組み合わせて、室温で動作可能であり温度変化のみに基づいて水素ガス漏れを検知できる水素ガスセンサを提供する可能性について研究した。その結果、特定の条件において優れた水素ガスセンサが得られることを発見し、本発明を完成させるに至った。 The inventors have combined palladium (Pd), which is known as a hydrogen storage metal, with carbon fiber, which has high thermal conductivity, to provide a hydrogen gas sensor that can operate at room temperature and can detect hydrogen gas leaks based only on temperature changes. I studied the possibility of providing it. As a result, they have discovered that an excellent hydrogen gas sensor can be obtained under specific conditions, and have completed the present invention.

本開示は以下の実施形態を含む。
[1]
炭素繊維と、前記炭素繊維上に堆積されたパラジウム層とを含み、
前記パラジウム層は、酸化パラジウムと金属パラジウムとの混合物を含む、
組成物。
[2]
X線光電子分光法により検出されるスペクトルのピーク量に基づいて決定される前記酸化パラジウムと前記金属パラジウムとの量比が、100:1〜1:10の範囲内である、[1]に記載の組成物。
[3]
X線光電子分光法により検出されるスペクトルのピーク量に基づいて、前記酸化パラジウムが前記金属パラジウムよりも多く存在している、[1]または[2]に記載の組成物。
[4]
前記炭素繊維はカーボンペーパーの形態である、[1]〜[3]のいずれかに記載の組成物。
[5]
[1]〜[4]のいずれかに記載の組成物を含む水素センサ装置。
[6]
パラジウム金属をターゲットとし炭素繊維を基材として、酸素の存在下においてスパッタリングを行って、酸化パラジウムおよび金属パラジウムを前記炭素繊維上に堆積させて前記パラジウム層を形成する工程を含む、[1]〜[4]のいずれかに記載の組成物の製造方法。
[7]
パラジウム金属をターゲットとし炭素繊維を基材としてスパッタリングを行って、金属パラジウムを前記炭素繊維上に堆積させる工程と、
前記金属パラジウムが堆積された炭素繊維を、酸素の存在下で加熱することにより、前記金属パラジウムの一部を酸化させ酸化パラジウムに転換して前記パラジウム層を形成する工程と
を含む、[1]〜[4]のいずれかに記載の組成物の製造方法。
The disclosure includes the following embodiments:
[1]
It contains carbon fibers and a palladium layer deposited on the carbon fibers.
The palladium layer contains a mixture of palladium oxide and metallic palladium.
Composition.
[2]
The amount ratio of the palladium oxide to the metallic palladium, which is determined based on the peak amount of the spectrum detected by X-ray photoelectron spectroscopy, is in the range of 100: 1 to 1:10, according to [1]. Composition.
[3]
The composition according to [1] or [2], wherein the palladium oxide is present in a larger amount than the metallic palladium based on the peak amount of the spectrum detected by X-ray photoelectron spectroscopy.
[4]
The composition according to any one of [1] to [3], wherein the carbon fiber is in the form of carbon paper.
[5]
A hydrogen sensor device containing the composition according to any one of [1] to [4].
[6]
[1] to include a step of forming the palladium layer by depositing palladium oxide and metallic palladium on the carbon fiber by performing sputtering in the presence of oxygen with the palladium metal as the target and the carbon fiber as the base material. The method for producing the composition according to any one of [4].
[7]
A step of performing sputtering using palladium metal as a target and carbon fiber as a base material to deposit metallic palladium on the carbon fiber, and
The carbon fiber on which the metallic palladium is deposited is heated in the presence of oxygen to oxidize a part of the metallic palladium and convert it into palladium oxide to form the palladium layer [1]. The method for producing the composition according to any one of [4].

図1は、炭素繊維材料であるカーボンペーパー(CFP、左パネル)、および、スパッタリングによりパラジウムが炭素繊維表面上に堆積されたカーボンペーパー(Pd/CFP、右パネル)のSEM画像を示す。FIG. 1 shows SEM images of carbon paper (CFP, left panel), which is a carbon fiber material, and carbon paper (Pd / CFP, right panel) in which palladium is deposited on the surface of carbon fibers by sputtering. 図2は、異なる酸化状態を有するPd/CFPとHガスとの反応時の温度変化を示す。いずれの場合も、測定開始後180〜360秒の時間域(垂直破線で示している)において測定チャンバー内にHガスが流通された。Figure 2 shows the temperature change upon reaction with Pd / CFP and H 2 gas having a different oxidation states. In either case, H 2 gas was circulated in the measurement chamber in the time zone of measurement after the start 180 to 360 seconds (indicated by the vertical dashed line). 図3は、異なる酸化状態を有するPd/CFPのXPSスペクトルを示す。(b)において最上部に現れているピークは酸化パラジウムと金属パラジウムの複合ピークであり、それを酸化パラジウム(PdO、PdO)のピーク(左)と金属パラジウム(Pd)のピーク(右)とに分離したものが下側に示されている。FIG. 3 shows XPS spectra of Pd / CFP with different oxidation states. The peak appearing at the top in (b) is a composite peak of palladium oxide and metallic palladium, which is combined with the peak of palladium oxide (PdO, PdO 2 ) (left) and the peak of metallic palladium (Pd) (right). The one separated into is shown on the lower side.

本開示において、数値範囲を示す「〜」は、その前後に記載された数値をそれぞれ下限値および上限値として含むことを意味する。「A〜B」「C〜D」というように可能な複数の数値範囲が別々に記載されている場合、一方の下限または上限を他方の上限または下限と組み合わせた数値範囲(例えば「A〜D」「C〜B」)も可能であることが理解される。例えば要素Eを「含む」という記載は、要素Eだけでなく他の要素も含む態様と、要素Eの他の要素は含まない(すなわち要素Eからなる)態様との両方を包含し得るものと解される。 In the present disclosure, "~" indicating a numerical range means that the numerical values described before and after the numerical range are included as the lower limit value and the upper limit value, respectively. When a plurality of possible numerical ranges such as "A to B" and "C to D" are described separately, a numerical range in which one lower limit or upper limit is combined with the other upper limit or lower limit (for example, "A to D"). It is understood that "CB") is also possible. For example, the description "contains" element E may include both aspects that include not only element E but also other elements and aspects that do not include (ie, consist of) other elements of element E. To be solved.

一実施形態において、炭素繊維と、その炭素繊維上に堆積されたパラジウム層とを含む組成物が提供される。この組成物は、例えば水素センサ装置の検知部として有用である。 In one embodiment, a composition comprising carbon fibers and a palladium layer deposited on the carbon fibers is provided. This composition is useful, for example, as a detector of a hydrogen sensor device.

炭素繊維は、通常は、有機繊維のプレカーサーを加熱炭素化処理して得られ、90質量%以上が炭素(C)で構成される(JIS L 0204-2:2010)。炭素繊維の単繊維の太さは通常1〜100μmであり、好ましくは3〜30μmである。本実施形態における炭素繊維は、縒り合されたり、織り合わされたり、絡み合わされたり、あるいはそれ以外の形態で互いに結合された状態で提供されてもよく、また、他の材料と組み合わされた複合材料の一部として提供されていてもよい。カーボンペーパー(CFP:Carbon Fiber Paper)は、多数の炭素繊維が絡み合って、全体としてシート状形態を形成しているものであり、例えば燃料電池の分野でガス拡散層として典型的に使用される材料である。本実施形態の組成物では、炭素繊維がカーボンペーパーの形態で提供されていることが特に好ましい。 Carbon fibers are usually obtained by heat-carbonizing an organic fiber precursor, and 90% by mass or more is composed of carbon (C) (JIS L 0204-2: 2010). The thickness of the single fiber of the carbon fiber is usually 1 to 100 μm, preferably 3 to 30 μm. The carbon fibers in this embodiment may be provided in a twisted, woven, entangled, or otherwise bonded state to each other, or a composite material combined with other materials. May be provided as part of. Carbon fiber paper (CFP) is a material in which a large number of carbon fibers are entangled to form a sheet-like form as a whole. For example, a material typically used as a gas diffusion layer in the field of fuel cells. Is. In the composition of the present embodiment, it is particularly preferable that the carbon fibers are provided in the form of carbon paper.

カーボンペーパーをはじめ、炭素繊維から構成される材料は、広い表面積と高い通気性を提供でき、さらに、電気伝導率がよく、熱伝導率もよく、熱容量(比熱)が小さいといった特性を有しており、水素センサの基材として優れた性能を発揮できることが見出された。 Materials composed of carbon fibers, such as carbon paper, can provide a large surface area and high air permeability, and also have the characteristics of good electrical conductivity, good thermal conductivity, and low heat capacity (specific heat). It was found that it can exhibit excellent performance as a base material for hydrogen sensors.

炭素繊維上へのパラジウム層の堆積は、当業者の通常の知識に基づいて理解されるように、蒸着法、特にスパッタリング法によって好適に達成され得るが、他の手法を適用してもよい。ここでいう「炭素繊維上」の堆積とは、図1に示すように、個々の炭素繊維の表面上にパラジウムが堆積されることを意味する。「パラジウム層」では、パラジウムが連続的な層を形成して、炭素繊維表面を覆い隠していることが好ましい。しかしながら、必ずしもその状態に限定されるわけではなく、パラジウムが非連続的な層または非連続的部分を含む層として堆積されて、炭素繊維表面を少なくとも部分的に露出させているパラジウム層の態様もあり得る。例えば、パラジウム層は炭素繊維表面上に島状に存在していてもよい。 The deposition of the palladium layer on the carbon fibers can be preferably achieved by a vapor deposition method, especially a sputtering method, as will be understood based on the ordinary knowledge of those skilled in the art, but other methods may be applied. “On carbon fibers” as used herein means that palladium is deposited on the surface of individual carbon fibers, as shown in FIG. In the "palladium layer", it is preferable that palladium forms a continuous layer to cover the carbon fiber surface. However, it is not necessarily limited to that state, and there is also an embodiment of a palladium layer in which palladium is deposited as a discontinuous layer or a layer containing a discontinuous portion to expose the carbon fiber surface at least partially. possible. For example, the palladium layer may be present on the surface of the carbon fiber in an island shape.

炭素繊維が例えばカーボンペーパーのような平面形態で存在する場合、パラジウム層の量は、平面1cmあたり例えば0.005〜1mgであり得、好ましくは0.01〜0.1mg/1cm、より好ましくは0.02〜0.07mg/1cmであり得る。また、パラジウム層の理論厚さは、例えば1〜500nmであり得、好ましくは5〜100nm、より好ましくは20〜70nmであり得る。ここで、理論厚さとは、パラジウム層の量(スパッタリング後の増加重量)およびパラジウム金属の密度に基づいて算出されるパラジウム層の理論体積を、パラジウム層が堆積された上記平面の面積で除して求められる厚さである。 When the carbon fibers are present in a planar form, such as carbon paper, the amount of palladium layer can be, for example, 0.005 to 1 mg per 1 cm 2 of the flat surface, preferably 0.01 to 0.1 mg / 1 cm 2 , more. It can preferably be 0.02 to 0.07 mg / 1 cm 2 . The theoretical thickness of the palladium layer can be, for example, 1 to 500 nm, preferably 5 to 100 nm, and more preferably 20 to 70 nm. Here, the theoretical thickness is the theoretical volume of the palladium layer calculated based on the amount of the palladium layer (increased weight after sputtering) and the density of the palladium metal, divided by the area of the plane on which the palladium layer is deposited. It is the required thickness.

あるいは、パラジウム層の量は、炭素繊維の量の例えば0.05〜10質量%であり得、0.1〜5質量%であることが好ましく、0.2〜2質量%であることがより好ましく、0.3〜1質量%であることがさらに好ましい。 Alternatively, the amount of the palladium layer can be, for example, 0.05 to 10% by mass, preferably 0.1 to 5% by mass, more preferably 0.2 to 2% by mass, based on the amount of carbon fibers. It is preferably 0.3 to 1% by mass, and more preferably 0.3 to 1% by mass.

重要なことに、本実施形態におけるパラジウム層は、酸化パラジウムと金属パラジウムとの両方を含む、すなわち、酸化パラジウム(PdO、特にPdOおよびPdO)と金属パラジウム(Pd)の混合物を含むものである。このことにより、水素を吸蔵した際の発熱が大きくなり、水素センサとしての感度を向上させ得ることが見出された。 Importantly, the palladium layer in this embodiment contains both palladium oxide and metallic palladium, i.e., a mixture of palladium oxide (PdO x , especially PdO and PdO 2 ) and metallic palladium (Pd). As a result, it has been found that the heat generated when hydrogen is occluded becomes large, and the sensitivity as a hydrogen sensor can be improved.

本開示において、酸化パラジウムと金属パラジウムとの混合物を含むパラジウム層を、半酸化Pd層あるいは単に半酸化Pdと呼ぶこともある。本開示において、半酸化という用語は、酸化パラジウムと非酸化(金属)パラジウムとが両方存在している状態を表すことを意図するものであり、両者が必ずしも半分半分の量比で存在しているとは限らない。 In the present disclosure, the palladium layer containing a mixture of palladium oxide and metallic palladium may be referred to as a semi-oxidized Pd layer or simply semi-oxidized Pd. In the present disclosure, the term semi-oxidized is intended to describe the presence of both palladium oxide and non-oxidized (metal) palladium, both of which are necessarily present in a half-half amount ratio. Not necessarily.

パラジウム層中に酸化パラジウムと金属パラジウムとが混在していることは、X線光電子分光法(XPS)により検出されるスペクトル(Pd3d5/2)において金属パラジウムのピークと酸化パラジウムのピークとの複合ピークあるいは混合ピークが検出されることによって確認することができる。金属パラジウムのピークは335.0〜335.5eVの結合エネルギー(Binding Energy)に検出され、酸化パラジウムのピークは336.0〜338.2eVに検出され得る。XPSのスペクトルにおいて検出された複合ピークあるいは混合ピークを個々の構成ピークに分離することは当業者にとってルーチンの手順である。例えば、上記のように金属パラジウムのピークと酸化パラジウムのピークとがそれぞれどの位置に現れるかは既知であるため、測定されたピークを、上記既知ピーク位置およびガウス分布またはローレンツ分布に基づいてピークフィッティング処理し、誤差が最も小さくなるような分離ピーク形状を求めることによって、分離されたピークを得ることができる。 The mixture of palladium oxide and metallic palladium in the palladium layer is a combination of the peak of metallic palladium and the peak of palladium oxide in the spectrum (Pd3d 5/2 ) detected by X-ray photoelectron spectroscopy (XPS). It can be confirmed by detecting a peak or a mixed peak. The peak of metallic palladium can be detected at a binding energy of 335.0 to 335.5 eV, and the peak of palladium oxide can be detected at 336.0 to 338.2 eV. Separating complex or mixed peaks detected in the XPS spectrum into individual constituent peaks is a routine procedure for those skilled in the art. For example, since it is known at which position the peak of metallic palladium and the peak of palladium oxide appear as described above, the measured peak is peak-fitted based on the known peak position and Gaussian distribution or Lorentz distribution. The separated peaks can be obtained by processing and obtaining the separated peak shape having the smallest error.

本実施形態のパラジウム層においては、X線光電子分光法により検出されるスペクトルのピーク量に基づいて決定される酸化パラジウムの量が、金属パラジウムの量の少なくとも10分の1であることが好ましい。ピーク量とは、スペクトルのピーク下の面積に基づく量であり、当業者が通常の知識に基づいて決定することができる。 In the palladium layer of the present embodiment, the amount of palladium oxide determined based on the peak amount of the spectrum detected by X-ray photoelectron spectroscopy is preferably at least 1/10 of the amount of metallic palladium. The peak amount is an amount based on the area below the peak of the spectrum and can be determined by those skilled in the art based on ordinary knowledge.

より具体的には、X線光電子分光法により検出されるスペクトルのピーク量に基づいて決定される酸化パラジウムと金属パラジウムとの量比が、100:1〜1:10の範囲内であることが好ましく、この量比は、より好ましくは50:1〜1:5、さらに好ましくは10:1〜1:1、特に好ましくは5:1〜2:1であり得る。 More specifically, the quantitative ratio of palladium oxide to metallic palladium, which is determined based on the peak amount of the spectrum detected by X-ray photoelectron spectroscopy, is in the range of 100: 1 to 1:10. Preferably, this quantity ratio can be more preferably 50: 1 to 1: 5, still more preferably 10: 1 to 1: 1 and particularly preferably 5: 1 to 2: 1.

パラジウム層において、X線光電子分光法により検出されるスペクトルのピーク量に基づいて、酸化パラジウムが金属パラジウムよりも多く存在していることが好ましい。 In the palladium layer, it is preferable that palladium oxide is present in a larger amount than metallic palladium based on the peak amount of the spectrum detected by X-ray photoelectron spectroscopy.

上述した組成物は、水素センサ装置の検知部として有用である。従って本開示は、別の側面において、上述した組成物のいずれかを含む水素センサ装置を提供する。 The above-mentioned composition is useful as a detection unit of a hydrogen sensor device. Accordingly, the present disclosure provides, in another aspect, a hydrogen sensor device comprising any of the compositions described above.

水素吸蔵金属であるパラジウムは、水素を吸蔵する際に発熱する。そのときの温度変化を測定することにより水素(H)を検出あるいは定量化するのが、本実施形態における水素センサの原理である。 Palladium, which is a hydrogen storage metal, generates heat when it stores hydrogen. The principle of the hydrogen sensor in this embodiment is to detect or quantify hydrogen (H 2 ) by measuring the temperature change at that time.

水素はパラジウムの結晶格子中に固溶して、侵入型水素化物を形成する。パラジウムが形成する面心立方格子には、金属原子6個で囲まれた6配位の八面体格子間位置(Oサイト)と、金属原子4個で囲まれた四面体格子間位置(Tサイト)が存在する。一般に、水素原子は、金属原子の原子半径が小さい場合にはOサイト、大きい場合にはTサイトに入り込む傾向がある。パラジウムの場合はOサイトに水素が入り込む。パラジウムに水素が入り込み、原子組成比H/Pd≒0.7で安定する。反応式を下記式1に示す。
Pd +H⇔ PdH0.7 + Q kcal/mol (式1)
Hydrogen dissolves in the crystal lattice of palladium to form an intrusive hydride. The face-centered cubic lattice formed by palladium includes a 6-coordinating octahedral interstitial position (O-site) surrounded by 6 metal atoms and a tetrahedral interstitial position (T-site) surrounded by 4 metal atoms. ) Exists. In general, hydrogen atoms tend to enter the O-site when the atomic radius of the metal atom is small, and the T-site when the atomic radius is large. In the case of palladium, hydrogen enters the O site. Hydrogen enters palladium and stabilizes at an atomic composition ratio of H / Pd≈0.7. The reaction formula is shown in the following formula 1.
Pd + H 2 ⇔ PdH 0.7 + Q kcal / mol (Equation 1)

上記式1中、Qは生成熱である。一般に金属が水素を吸蔵する反応は発熱反応である。水素がパラジウムの格子間に入り込み、より安定な状態になることで発熱する。 In the above formula 1, Q is the heat of formation. Generally, the reaction in which a metal occludes hydrogen is an exothermic reaction. Hydrogen enters between the palladium lattices and becomes more stable, generating heat.

反応熱による温度変化を検出あるいは定量化する手段としては、当業者に知られるあらゆる手段を利用することができるが、好適な一例として熱電対が挙げられる。熱電対の例として、アルメル−クロメルの組合せを用いたK熱電対が挙げられる。熱電対は、異なる2種類の金属の接合部で、熱起電力に基づいて発生する電圧により、温度差を検出するものである。2種類の金属導体を電気的に接続して閉回路を作り、両端に温度差を与えると、温度勾配の存在により電子が低温側に移動することで電圧が生じる。この現象はゼーベック効果と呼ばれる。熱起電力の大きさは、材料が均一で同じ組み合わせであれば、両端の温度差のみによって決まる。この原理を利用して、パラジウムと水素の反応熱による温度変化を測定し、測定環境中のHを検出あるいは定量化することができる。 As a means for detecting or quantifying a temperature change due to the heat of reaction, any means known to those skilled in the art can be used, and a thermocouple is a preferable example. An example of a thermocouple is a K thermocouple using an alumel-chromel combination. A thermocouple is a junction of two different types of metals and detects a temperature difference by a voltage generated based on a thermoelectromotive force. When two types of metal conductors are electrically connected to form a closed circuit and a temperature difference is applied to both ends, a voltage is generated by moving electrons to the low temperature side due to the presence of a temperature gradient. This phenomenon is called the Seebeck effect. The magnitude of thermoelectromotive force is determined only by the temperature difference between both ends if the materials are uniform and the same combination. Using this principle, the temperature change due to the heat of reaction between palladium and hydrogen can be measured, and H 2 in the measurement environment can be detected or quantified.

従って、本実施形態の水素センサ装置は、上記組成物のほかに、熱検出手段を含み得る。熱検出手段の好ましい例としては、熱電対(特にK熱電対)のほか、測温抵抗体および放射温度計が挙げられるが、これらに限定されない。熱電対または測温抵抗体は、通常は上記組成物に物理的に接触すなわち接続される。特に熱検出手段が熱電対または測温抵抗体である場合、水素センサ装置はそれぞれさらに電圧計または抵抗計を含み得る。電圧計または抵抗計は、通常は熱検出手段に電気的に接触すなわち接続され、上記組成物の発熱に伴って熱検出手段に生じる電圧または抵抗を測定するように構成される。放射温度計は上記組成物に接触される必要はない。放射温度計は上記組成物に隣接して配置され、上記組成物の発熱に伴って生じる電磁波を検出するように構成される。 Therefore, the hydrogen sensor device of the present embodiment may include heat detecting means in addition to the above composition. Preferred examples of the heat detection means include, but are not limited to, thermocouples (particularly K thermocouples), resistance temperature detectors and radiation thermometers. The thermocouple or resistance temperature detector is usually physically contacted or connected to the composition. The hydrogen sensor device may further include a voltmeter or ohmmeter, respectively, especially if the heat sensing means is a thermocouple or resistance temperature detector. A voltmeter or ohmmeter is typically electrically contacted or connected to the heat detecting means and is configured to measure the voltage or resistance generated in the heat detecting means as the composition heats up. The radiation thermometer does not need to be in contact with the composition. The radiation thermometer is arranged adjacent to the composition and is configured to detect electromagnetic waves generated by the heat generation of the composition.

次に、上述した組成物を製造するための方法について説明する。説明の便宜のために、以下、これらの組成物を水素センサ用組成物と呼ぶが、当該組成物が水素センサとして用いられる態様に必ずしも限定する意図ではない。 Next, a method for producing the above-mentioned composition will be described. For convenience of explanation, these compositions are hereinafter referred to as hydrogen sensor compositions, but the intention is not necessarily limited to the mode in which the composition is used as a hydrogen sensor.

水素センサ用組成物は、例えば、パラジウム金属をターゲットとし炭素繊維を基材として、酸素の存在下においてスパッタリング(イオンスパッタリング)を行うことによって製造することができる。この操作により、酸化パラジウムと金属パラジウムとが炭素繊維上に堆積され、適切なパラジウム層を形成することができる。ここで、金属パラジウムとは、酸化パラジウム(PdO)と対比される非酸化パラジウム(Pd)を意味する。 The composition for a hydrogen sensor can be produced, for example, by performing sputtering (ion sputtering) in the presence of oxygen using a palladium metal as a target and a carbon fiber as a base material. By this operation, palladium oxide and metallic palladium can be deposited on the carbon fibers to form an appropriate palladium layer. Here, the metallic palladium means non-palladium oxide (Pd) as opposed to palladium oxide (PdO x ).

スパッタリングの手法自体は当技術分野において確立されており、当業者が適宜実施することができる。酸素の存在下におけるスパッタリングは、例えば、スパッタリングチャンバー内を減圧させるが少量の空気を残した状態、あるいは、スパッタリングチャンバー内を真空化した後に酸素含有ガスを導入した状態でスパッタリングを行うことで実行することができる。減圧時の圧力は例えば10Pa以下であり得る。 The sputtering method itself has been established in the art and can be carried out by those skilled in the art as appropriate. Sputtering in the presence of oxygen is performed, for example, by performing sputtering in a state where the inside of the sputtering chamber is depressurized but a small amount of air is left, or in a state where the inside of the sputtering chamber is evacuated and then an oxygen-containing gas is introduced. be able to. The pressure at the time of depressurization can be, for example, 10 Pa or less.

別の実施形態による水素センサ用組成物の製造方法は、パラジウム金属をターゲットとし炭素繊維を基材としてスパッタリングを行って、金属パラジウムを炭素繊維上に堆積させる工程と、金属パラジウムが堆積された炭素繊維を、酸素の存在下で加熱することを含む酸化処理により、炭素繊維上の金属パラジウムの一部を酸化させ酸化パラジウムに転換して、パラジウム層を形成する工程とを含む。このようにして形成されるパラジウム層も、酸化パラジウムと金属パラジウムとが混在した状態を有し得る。 The method for producing the composition for a hydrogen sensor according to another embodiment includes a step of depositing metallic palladium on the carbon fiber by performing sputtering using a carbon fiber as a base material with a palladium metal as a target, and carbon on which the metallic palladium is deposited. It comprises a step of oxidizing a part of metallic palladium on the carbon fiber and converting it into palladium oxide to form a palladium layer by an oxidation treatment including heating the fiber in the presence of oxygen. The palladium layer formed in this way may also have a state in which palladium oxide and metallic palladium are mixed.

この場合のスパッタリングは、希ガス(例えばアルゴン)、および/または窒素ガスの雰囲気下で好適に行うことができる。酸素を雰囲気に含ませてもよいが、酸素を除去した状態でスパッタリングを行う方が、後の酸化処理によってパラジウムの酸化の程度を調節しやすくなるため、より好ましい。 Sputtering in this case can be suitably performed in an atmosphere of a rare gas (for example, argon) and / or a nitrogen gas. Oxygen may be included in the atmosphere, but it is more preferable to perform sputtering in a state where oxygen is removed because the degree of oxidation of palladium can be easily adjusted by the subsequent oxidation treatment.

酸化処理は、空気中で好適に行うことができる。酸素を含む混合ガス(例えばアルゴン+酸素、窒素+酸素、等)の雰囲気下で酸化処理を行ってもよい。酸化処理における加熱の温度は、例えば100〜400℃であり得、好ましくは200〜350℃である。加熱温度は、例えば0.5〜60分間であり得、好ましくは1〜30分間であり、あるいは5分間以下である。 The oxidation treatment can be preferably performed in air. The oxidation treatment may be performed in an atmosphere of a mixed gas containing oxygen (for example, argon + oxygen, nitrogen + oxygen, etc.). The heating temperature in the oxidation treatment can be, for example, 100 to 400 ° C, preferably 200 to 350 ° C. The heating temperature can be, for example, 0.5 to 60 minutes, preferably 1 to 30 minutes, or 5 minutes or less.

酸化処理を、異なる温度、および/または、異なる時間、および/または、異なる雰囲気下において行うことによって、酸化の程度すなわち酸化Pdと金属Pdとの量比を調節することができる。典型的には、より高い温度、および/または、より長い時間、および/または、より高い酸素濃度において酸化処理を行うことによって、酸化の程度を増加させ、金属Pdに対する酸化Pdの量比を増加させることができる。 By performing the oxidation treatment at different temperatures and / or at different times and / or under different atmospheres, the degree of oxidation, i.e. the quantitative ratio of oxidized Pd to metal Pd, can be adjusted. Typically, by performing the oxidation treatment at a higher temperature and / or a longer time and / or a higher oxygen concentration, the degree of oxidation is increased and the ratio of the amount of oxidized Pd to the metal Pd is increased. Can be made to.

実験
炭素繊維からなるカーボンペーパー(CFP)(TGP-H-060、東レ株式会社製)をスパッタリングの基材として用いた。 前処理として、空気中で350℃で30分間、CFPを加熱処理した。その後、CFPを3cm×1cmの寸法に切り出し、以下の実験に使用した。
Experimental Carbon paper (CFP) made of carbon fiber (TGP-H-060, manufactured by Toray Industries, Inc.) was used as a substrate for sputtering. As a pretreatment, CFP was heat-treated in air at 350 ° C. for 30 minutes. Then, the CFP was cut out to a size of 3 cm × 1 cm and used in the following experiment.

サンユー電子製スパッタ装置SC−701MKII、および純度99.99%(4N)のパラジウムターゲットを用いたスパッタリング法により、CFP表面にパラジウム(Pd)を蒸着させ、Pdが堆積(担持)されたCFP(Pd/CFP)を得た。図1は、本実験に使用したCFP(左パネル)およびPd/CFP(右パネル)の走査型電子顕微鏡(SEM)画像を示す。 Palladium (Pd) was deposited on the CFP surface by a sputtering method using a sputtering device SC-701MKII manufactured by Sanyu Electronics and a palladium target with a purity of 99.99% (4N), and Pd was deposited (supported) on the CFP (Pd). / CFP) was obtained. FIG. 1 shows scanning electron microscope (SEM) images of CFP (left panel) and Pd / CFP (right panel) used in this experiment.

より具体的には、通常の手順に従ってスパッタリングチャンバー内を真空にして空気を除去した後に、アルゴン(Ar)を導入して、Ar雰囲気下で5分間のスパッタリング(放電電流:5mA)を行うことによって非酸化Pd/CFP(パラジウムは実質的にすべて非酸化金属状態(Pd)で存在する)を調製した。別の試料として、上記と同様にして得た非酸化Pd/CFPを空気中350℃で30分間以上処理することにより酸化させた酸化Pd/CFP(パラジウムはほぼすべて酸化状態(PdO)で存在する)も調製した。 More specifically, after removing air by evacuating the inside of the sputtering chamber according to a normal procedure, argon (Ar) is introduced and sputtering (discharge current: 5 mA) is performed for 5 minutes in an Ar atmosphere. Non-oxidized Pd / CFP (palladium is present in substantially all non-oxidized metal state (Pd)) was prepared. As another sample, oxidized Pd / CFP obtained by treating the non-oxidized Pd / CFP obtained in the same manner as above in air at 350 ° C. for 30 minutes or more (palladium exists in an oxidized state (PdO x )). ) Was also prepared.

そのほかさらに、減圧大気条件下で、すなわち空気の存在下でスパッタリングを行う実験も行った。この場合のスパッタリング時間は10分間とした。後述するように、この条件で得られたPd/CFPでは、非酸化金属状態(Pd)のパラジウムと酸化状態(PdO)のパラジウムとが混在していることが判明し、したがってここではこれを半酸化Pd/CFPと呼ぶ。 In addition, experiments were also conducted in which sputtering was performed under reduced atmospheric conditions, that is, in the presence of air. The sputtering time in this case was 10 minutes. As will be described later, in the Pd / CFP obtained under this condition, it was found that palladium in the non-metal oxide state (Pd) and palladium in the oxidized state (PdO x ) were mixed, and therefore, this is described here. It is called semi-oxidized Pd / CFP.

同様の半酸化Pd/CFPは、非酸化Pd/CFPに対して上記の酸化処理を、異なる温度(例えばより低い温度)、および/または、異なる時間(例えばより短い時間)、および/または、異なる雰囲気下(例えばより低い酸素濃度)において行うことによっても得ることができ、その場合は、簡便に酸化Pdと金属Pdとの比率を調節することができた。 Similar semi-oxidized Pd / CFPs perform the above oxidation treatments on non-oxidized Pd / CFP at different temperatures (eg lower temperatures) and / or different times (eg shorter times) and / or different. It could also be obtained by performing in an atmosphere (for example, a lower oxygen concentration), in which case the ratio of oxidized Pd to metal Pd could be easily adjusted.

パラジウム担持量、すなわちパラジウム層の堆積量は、スパッタリング前後の重量変化として求めた。いずれのPd/CFP試料も、パラジウム担持量は実質的に同等であり(3cmのCFP片あたり約0.15mg、炭素繊維の0.5〜0.6質量%)、CFP上に堆積されたパラジウム層の理論厚さは約42nmであった。 The amount of palladium supported, that is, the amount of deposited palladium layer was determined as the weight change before and after sputtering. All Pd / CFP samples had substantially the same amount of palladium supported (about 0.15 mg per 3 cm 2 CFP piece, 0.5-0.6 mass% of carbon fiber) and were deposited on the CFP. The theoretical thickness of the palladium layer was about 42 nm.

パラジウムの化学状態はX線光電子分光法 (XPS)により調べた。XPS測定条件の詳細は下記の通りである。
装置:走査型X線光電子分光分析装置 PHI X-tool(アルバック・ファイ株式会社)
X線源:AlKα
X線条件:200μm 50 W
分析範囲:204μm
Take-Off Angle:45 deg.
中和銃条件:1.2 eV 20.0μA
<Survey>
Range: 0-1200 eV
PassEnergy: 280 eV
StepSize: 1.0 eV
<Multi>
Range: O1s 523-543 eV
N1s 391-411 eV
Pd3d 330-350 eV
C1s 278-298 eV
Au4f 79-99 eV
PassEnergy: 112 eV
StepSize: 0.1 eV
The chemical state of palladium was examined by X-ray photoelectron spectroscopy (XPS). The details of the XPS measurement conditions are as follows.
Equipment: Scanning X-ray photoelectron spectroscopy analyzer PHI X-tool (Albac Phi Co., Ltd.)
X-ray source: AlKα
X-ray condition: 200 μm 50 W
Analysis range: 204 μm
Take-Off Angle: 45 deg.
Neutralization gun conditions: 1.2 eV 20.0 μA
<Survey>
Range: 0-1200 eV
PassEnergy: 280 eV
StepSize: 1.0 eV
<Multi>
Range: O1s 523-543 eV
N1s 391-411 eV
Pd3d 330-350 eV
C1s 278-298 eV
Au4f 79-99 eV
PassEnergy: 112 eV
StepSize: 0.1 eV

調製された各Pd/CFPを室温のチャンバー内に設置し、K熱電対を用いて、大気圧下で水素ガスとの反応時の温度変化を測定した。具体的には、上記チャンバー内に、窒素ガス(N)を100sccmで3分間流し、その後、水素ガス(H)を100sccmで3分間流し、さらにその後、窒素ガス(N)を100sccmで3分間流し、合計9分間にわたって測定を行った。 Each of the prepared Pd / CFPs was placed in a chamber at room temperature, and the temperature change during the reaction with hydrogen gas under atmospheric pressure was measured using a K thermocouple. Specifically, nitrogen gas (N 2 ) is allowed to flow in the chamber at 100 sccm for 3 minutes, then hydrogen gas (H 2 ) is allowed to flow at 100 sccm for 3 minutes, and then nitrogen gas (N 2 ) is allowed to flow at 100 sccm for 3 minutes. The mixture was allowed to flow for 3 minutes, and the measurement was performed for a total of 9 minutes.

結果と考察
スパッタリング処理を行う前のCFP基材そのものは全く水素検出能を示さなかった(図示していない)。また、Ar雰囲気下でスパッタリングして得た非酸化Pd/CFPも、水素の存在下で殆ど温度変化を示さなかった(図2(a))。対照的に、その非酸化Pd/CFPを空気中350℃で30分間という条件下で酸化処理して得た酸化Pd/CFPでは、水素との反応により0.3℃の温度変化が確認できた(図2(c))。すなわち、水素センサ活性が検出された。一方、空気中でスパッタリングして得られた半酸化Pd/CFPでは、他の二条件に比べて著しく大きい温度変化(1.5℃)が得られた(図図2(b))。
Results and Discussion The CFP substrate itself before the sputtering treatment showed no hydrogen detection ability (not shown). Further, the non-oxidized Pd / CFP obtained by sputtering in an Ar atmosphere also showed almost no temperature change in the presence of hydrogen (FIG. 2 (a)). In contrast, in the oxidized Pd / CFP obtained by oxidizing the non-oxidized Pd / CFP in the air at 350 ° C. for 30 minutes, a temperature change of 0.3 ° C. was confirmed by the reaction with hydrogen. (Fig. 2 (c)). That is, hydrogen sensor activity was detected. On the other hand, in the semi-oxidized Pd / CFP obtained by sputtering in air, a significantly larger temperature change (1.5 ° C.) was obtained as compared with the other two conditions (Fig. 2 (b)).

それぞれのPd/CFPにおけるパラジウムの化学状態をXPSによって調べた結果を図3に示す。Ar雰囲気下でスパッタリングして得たPd/CFPでは、パラジウム層がほぼ完全に非酸化状態の金属Pdとして存在しており(図3(a))、それを酸化処理して得たPd/CFPではほぼ完全に酸化物の状態(図3(c))、そして減圧空気中でスパッタリングをして得たPd/CFPではパラジウム層が金属と酸化物の混合物の状態(図3(b))であることが確認された。すなわち、Pd/CFPが水素と反応して生じる温度変化の大きさは、Pdの酸化状態に応じて変わることが見出され、金属パラジウムと酸化パラジウムとが炭素繊維上で混在している場合に、より高感度の水素センサが提供され得ることが見出された。XPSにより検出されるスペクトルのピーク量に基づいて、金属パラジウムの量よりも酸化パラジウムの量が多い場合に、特に高感度が得られると見られた。 The result of examining the chemical state of palladium in each Pd / CFP by XPS is shown in FIG. In the Pd / CFP obtained by sputtering in an Ar atmosphere, the palladium layer exists as a metal Pd in a almost completely non-oxidized state (FIG. 3A), and the Pd / CFP obtained by oxidizing the palladium layer is present. Then, in the almost completely oxide state (Fig. 3 (c)), and in the Pd / CFP obtained by sputtering in reduced pressure air, the palladium layer is in the state of a mixture of metal and oxide (Fig. 3 (b)). It was confirmed that there was. That is, it was found that the magnitude of the temperature change caused by the reaction of Pd / CFP with hydrogen changes depending on the oxidation state of Pd, and when metallic palladium and palladium oxide are mixed on the carbon fiber. It has been found that a more sensitive hydrogen sensor can be provided. Based on the peak amount of the spectrum detected by XPS, it was found that particularly high sensitivity was obtained when the amount of palladium oxide was larger than the amount of metallic palladium.

異なる酸化処理条件、例えば、電気炉を用いて空気中で200℃または350℃で処理すること、あるいは、CVD装置を利用して、Ar:O=80:20の雰囲気下で350℃で処理すること等によって、非酸化Pd/CFPの酸化処理を行って、様々な半酸化Pd/CFPを調製する実験も行った。いずれの半酸化Pd/CFP試料も、非酸化Pd/CFPを顕著に上回る水素依存性温度変化すなわち水素センサ能力を示した。温度変化の大きさは酸化処理の程度によって異なり、例えば200℃で酸化処理された試料よりも350℃で酸化処理された試料の方が大きな温度変化を示した。 Treatment at 200 ° C. or 350 ° C. in air using different oxidation treatment conditions, for example, or at 350 ° C. in an atmosphere of Ar: O 2 = 80:20 using a CVD apparatus. An experiment was also conducted in which various semi-oxidized Pd / CFPs were prepared by performing an oxidation treatment of non-oxidized Pd / CFPs. All semi-oxidized Pd / CFP samples showed hydrogen-dependent temperature changes, or hydrogen sensoring capabilities, significantly higher than non-oxidized Pd / CFP. The magnitude of the temperature change differs depending on the degree of the oxidation treatment. For example, the sample subjected to the oxidation treatment at 350 ° C. showed a larger temperature change than the sample subjected to the oxidation treatment at 200 ° C.

上記のように高濃度(本実施例では100%)の水素ガスを流通させて水素センサ測定に使用した後のPd/CFP組成物は、水素の還元力によりパラジウムが還元されており、そのXPSスペクトルは非酸化Pd/CFPのものに相当するようになっている。そこで、水素センサ能を有する、炭素繊維上のパラジウムの酸化状態が、繰り返し使用を経ても再現可能であるかを調べるために以下の実験も行った。すなわち、Ar雰囲気下でスパッタリングして得た非酸化Pd/CFPを空気中で350℃で酸化処理して半酸化Pd/CFP試料を調製し、上述したように1回目の水素ガス測定を行った後、再度、同条件で酸化処理を施し、その後2回目の水素ガス測定を行った。この特定の実験では、1回目の測定で得られた温度変化が1℃、2回目の測定で得られた温度変化は0.6℃であった。当該水素センサは、高濃度の水素ガスに晒された後にも、少なくとももう1回水素センサとして再利用可能であることが示された。 Palladium is reduced by the reducing power of hydrogen in the Pd / CFP composition after high concentration (100% in this example) of hydrogen gas is circulated and used for hydrogen sensor measurement as described above, and its XPS. The spectrum corresponds to that of non-oxidized Pd / CFP. Therefore, the following experiment was also conducted to investigate whether the oxidized state of palladium on the carbon fiber, which has a hydrogen sensor ability, can be reproduced even after repeated use. That is, the non-oxidized Pd / CFP obtained by sputtering in an Ar atmosphere was oxidized in air at 350 ° C. to prepare a semi-oxidized Pd / CFP sample, and the first hydrogen gas measurement was performed as described above. After that, the oxidation treatment was performed again under the same conditions, and then the second hydrogen gas measurement was performed. In this particular experiment, the temperature change obtained in the first measurement was 1 ° C. and the temperature change obtained in the second measurement was 0.6 ° C. It has been shown that the hydrogen sensor can be reused as a hydrogen sensor at least once after being exposed to a high concentration of hydrogen gas.

Claims (7)

炭素繊維と、前記炭素繊維上に堆積されたパラジウム層とを含み、
前記パラジウム層は、酸化パラジウムと金属パラジウムとの混合物を含む、
組成物。
It contains carbon fibers and a palladium layer deposited on the carbon fibers.
The palladium layer contains a mixture of palladium oxide and metallic palladium.
Composition.
X線光電子分光法により検出されるスペクトルのピーク量に基づいて決定される、前記酸化パラジウムと前記金属パラジウムとの量比が、100:1〜1:10の範囲内である、請求項1に記載の組成物。 According to claim 1, the amount ratio of the palladium oxide to the metallic palladium, which is determined based on the peak amount of the spectrum detected by X-ray photoelectron spectroscopy, is in the range of 100: 1 to 1:10. The composition described. X線光電子分光法により検出されるスペクトルのピーク量に基づいて、前記酸化パラジウムが前記金属パラジウムよりも多く存在している、請求項1または2に記載の組成物。 The composition according to claim 1 or 2, wherein the palladium oxide is present in a larger amount than the metallic palladium based on the peak amount of the spectrum detected by X-ray photoelectron spectroscopy. 前記炭素繊維はカーボンペーパーの形態である、請求項1〜3のいずれかに記載の組成物。 The composition according to any one of claims 1 to 3, wherein the carbon fiber is in the form of carbon paper. 請求項1〜4のいずれかに記載の組成物を含む水素センサ装置。 A hydrogen sensor device comprising the composition according to any one of claims 1 to 4. パラジウム金属をターゲットとし炭素繊維を基材として、酸素の存在下においてスパッタリングを行って、酸化パラジウムおよび金属パラジウムを前記炭素繊維上に堆積させて前記パラジウム層を形成する工程を含む、請求項1〜4のいずれかに記載の組成物の製造方法。 Claims 1 to 1, which include a step of forming the palladium layer by depositing palladium oxide and metallic palladium on the carbon fiber by performing sputtering in the presence of oxygen with the palladium metal as the target and the carbon fiber as the base material. The method for producing a composition according to any one of 4. パラジウム金属をターゲットとし炭素繊維を基材としてスパッタリングを行って、金属パラジウムを前記炭素繊維上に堆積させる工程と、
前記金属パラジウムが堆積された炭素繊維を、酸素の存在下で加熱することにより、前記金属パラジウムの一部を酸化させ酸化パラジウムに転換して前記パラジウム層を形成する工程と
を含む、請求項1〜4のいずれかに記載の組成物の製造方法。
A step of performing sputtering using palladium metal as a target and carbon fiber as a base material to deposit metallic palladium on the carbon fiber, and
Claim 1 includes a step of oxidizing a part of the metallic palladium and converting it into palladium oxide to form the palladium layer by heating the carbon fiber on which the metallic palladium is deposited in the presence of oxygen. The method for producing the composition according to any one of 4 to 4.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022163847A1 (en) 2021-02-01 2022-08-04 株式会社Nttドコモ Terminal, wireless communication method, and base station

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58216720A (en) * 1982-03-19 1983-12-16 ジヨンソン・マツセイ・パブリツク・リミテイド・カンパニ− Oxygen removal method
JP2007225299A (en) * 2006-02-21 2007-09-06 Japan Atomic Energy Agency Hydrogen detecting material and its manufacturing method
JP2008275588A (en) * 2007-03-30 2008-11-13 Horiba Ltd Combustible gas sensor
JP2014132232A (en) * 2013-01-06 2014-07-17 Mitsuteru Kimura Hydrogen gas sensor using hydrogen absorption membrane containing oxygen

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58216720A (en) * 1982-03-19 1983-12-16 ジヨンソン・マツセイ・パブリツク・リミテイド・カンパニ− Oxygen removal method
JP2007225299A (en) * 2006-02-21 2007-09-06 Japan Atomic Energy Agency Hydrogen detecting material and its manufacturing method
JP2008275588A (en) * 2007-03-30 2008-11-13 Horiba Ltd Combustible gas sensor
JP2014132232A (en) * 2013-01-06 2014-07-17 Mitsuteru Kimura Hydrogen gas sensor using hydrogen absorption membrane containing oxygen

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
"Self assembled palladium nanoparticles on carbon nanofibers", NANOTECHNOLOGY, vol. 19, no. 14, JPN6023028896, 4 March 2008 (2008-03-04), pages 145602, ISSN: 0005108146 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022163847A1 (en) 2021-02-01 2022-08-04 株式会社Nttドコモ Terminal, wireless communication method, and base station

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