(57)【要約】      （修正有）【課題】パラジウム等のレアメタルを使用せずに、安定的に供給可能な安価な材料を用いて、高感度で応答が速い水素ガスセンサーに供する素子を提供することを目的とする。さらに、本発明は、高感度のセンサー素子を提供することで、小型化された水素ガスセンサーも提供する。【解決手段】所定距離離間して略平行に配置された板状の第１集電極１０および第２集電極３０の間に、複数本のカーボンナノチューブ２２が配設され、これら複数本のカーボンナノチューブ２２は、隣り合うカーボンナノチューブ２２間を水素ガス４０が流通可能に相互に離間し、第１集電極面１０ａおよび第２集電極面１０ｂそれぞれに対して略垂直に立設し、かつ、該第１集電極１０および該第２集電極３０と電気的に接続されていることを特徴とする水素ガスセンサー用素子。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定距離離間して略平行に配置された板状の第１集電極１０および第２集電極３０の間に、複数本のカーボンナノチューブ２２が配設され、
これら複数本のカーボンナノチューブ２２は、隣り合うカーボンナノチューブ２２間を水素ガス４０が流通可能に相互に離間し、第１集電極面１０ａおよび第２集電極面１０ｂそれぞれに対して略垂直に立設し、かつ、該第１集電極１０および該第２集電極３０と電気的に接続されていることを特徴とする水素ガスセンサー用素子。
【請求項２】
上記カーボンナノチューブ２２の成長密度が、１×１０10〜２×１０12本／ｃｍ2である請求項１に記載の水素ガスセンサー用素子。
【請求項３】
上記カーボンナノチューブ２２の平均直径が、１〜５０ｎｍ(測定法：走査型電子顕微鏡〔ＳＥＭ〕による観察)である請求項１または２に記載の水素ガスセンサー用素子。
【請求項４】
上記第１集電極１０および第２集電極３０の間の距離が、１０〜２００μｍである請求項１〜３のいずれかに記載の水素ガスセンサー用素子。
【請求項５】
下記式（Ａ）から算出される、集電極１ｃｍ2当りに立設している上記カーボンナノチューブ２２の表面積が、集電極１ｃｍ2当りの表面積に対して５００〜１０００倍である請求項１〜４のいずれかに記載の水素ガスセンサー用素子。
（集電極１ｃｍ2当りに立設しているカーボンナノチューブ２２の表面積）＝｛（カーボンナノチューブの平均直径）×π｝×（集電極間の距離）×（カーボンナノチューブ２２の密度）  ・・・（Ａ）
【請求項６】
上記第１集電極１０および上記第２集電極３０が、それぞれ独立に、金〔Ａｕ〕，銀〔Ａｇ〕，白金〔Ｐｔ〕，マグネシウム〔Ｍｇ〕，アルミニウム〔Ａｌ〕，銅〔Ｃｕ〕，チタン〔Ｔｉ〕および炭素材料からなる群から選択される少なくとも１種を含んでなる請求項１〜５のいずれかに記載の水素ガスセンサー用素子。
【請求項７】
上記の複数本のカーボンナノチューブ２２が、上記第１集電極１０および上記第２集電極３０と電気的に直接接続されている請求項１〜６のいずれかに記載の水素ガスセンサー用素子。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれかに記載の水素ガスセンサー用素子，電気抵抗計および電源装置を用いてなることを特徴とする水素ガスセンサー。
【請求項９】
少なくとも下記工程（Ｉ）〜（ＩＩＩ）を含むことを特徴とする水素ガスセンサーを用いた水素ガス濃度測定方法；
工程（Ｉ）：上記第１集電極１０と上記第２集電極３０との間に０．１〜１０Ｖの電圧を印加することによって、上記カーボンナノチューブ２２の温度を５０〜２００℃に保つ工程，
工程（ＩＩ）：該第１集電極１０と該第２集電極３０との間に立設されているカーボンナノチューブ間に水素ガス４０を流入・通過(流通)させることによって、該カーボンナノチューブ２２の温度を低下させる工程，および
工程（ＩＩＩ）：該カーボンナノチューブ２２の温度低下量に対応した電気抵抗変化量を読み取り、予め作成した検量線と該電気抵抗変化量とを比較することによって、上記水素ガス４０の濃度を算出する工程。
【請求項１０】
請求項１〜７のいずれかに記載の水素ガスセンサー用素子，電気抵抗計および電源装置を用いてなることを特徴とする請求項９に記載の水素ガスセンサー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水素ガスを検知できる水素ガスセンサー用素子，該素子の製造方法，該素子を用いてなる水素ガスセンサーおよび水素ガス濃度測定方法に関する。さらに詳しくは、本発明は、カーボンナノチューブを用いた水素ガスセンサー用素子，該素子の製造方法，該素子を用いてなる水素ガスセンサーおよび水素ガス濃度測定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
水素ガスは酸素ガスとともに燃料電池の燃料となる物質であり、今後、その使用量の増加が見込まれている。水素ガス自体は豊富な資源であり、環境負荷も小さく理想的な燃料であるといえる。
【０００３】
その一方で、水素ガスは空気中において特定の濃度（４％〜７５％）に達すると爆発する危険性を有する。未来エネルギーである燃料電池を安全に使用するためには、水素ガス漏洩時に直ちに警告を発し、さらに水素ガス配管を遮断する等の漏洩防止策を講じなければならない。そのためには、漏洩した水素ガスに対して、高速かつ高感度に反応する水素ガスセンサー（「水素ガス濃度検知器」ともいう。）が必要不可欠となる。
【０００４】
従来の水素ガスセンサーにはいくつかの方式が存在する。
例えば、特許文献１では、カーボンナノチューブ（ＣＮＴ）表面にパラジウムを担持させて、水素ガスが吸着・乖離することによって生じるカーボンナノチューブのコンダクタンス変化を検出する方式の水素ガスセンサーが提案されている。このような方式では、高価なレアメタルであるパラジウムを用いており、また原理的に化学センサーに分類されるという点で経時劣化を免れない。
【０００５】
また、特許文献２では、カーボンナノチューブをポリマー中に分散させて薄膜化したものを水素ガスセンサー用素子として利用している。該素子は、水素ガスと接触することで温度変化を生じ、それを電気的特性（電気抵抗値）変化として検出する方式である。しかしながら、このような方式では、水素ガスと接触すべきカーボンナノチューブ表面がポリマーで被覆されていることから、ＣＮＴの高い比表面積を有効に利用しているとは言い難い。
【０００６】
また、特許文献３によると、図４に示すように、絶縁基板(60)上に、平板状に形成した１対の電極部(71,72)間に磁場を印加して、相対向する縁辺(71a,72a)を架橋するような形で配向させながらＣＮＴ(80)を作製してセンサーを形成する方法が提案されている。この方法では、ＣＮＴ群は平板状に形成されるのみであるから、高感度で応答が速い水素ガスセンサー用素子を得ようとする場合に、平板状にＣＮＴ群を形成しているため水素ガスとの接触面積が充分でなく、所望する性能を発揮し難い。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００９−８４７６号公報
【特許文献２】特開２００９−９８１２１号公報
【特許文献３】特開２００３−２２７８０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、パラジウム等のレアメタルを使用せずに、安定的に供給可能な安価な材料を用いて、高感度で応答が速い水素ガスセンサーに供する素子を提供することを目的とする。さらに、本発明は、高感度のセンサー素子を提供することで、小型化された水素ガスセンサーも提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者らは、上記の問題を解決すべく鋭意検討した結果、（ｉ）水素ガスとの接触面積において、基板垂直配向ＣＮＴ群の方が集電極よりも圧倒的に大きいこと；（ｉｉ）ＣＮＴ群は水素ガスとの接触による温度変化が顕著に大きいことを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１０】
すなわち、図１に示すように、本発明の水素ガスセンサー用素子は、所定距離離間して略平行に配置された板状の第１集電極１０および第２集電極３０の間に、複数本のカーボンナノチューブ２２が配設され、これら複数本のカーボンナノチューブ２２は、隣り合うカーボンナノチューブ２２間を水素ガス４０が流通可能に相互に離間し、第１集電極面１０ａおよび第２集電極面１０ｂそれぞれに対して略垂直に立設し、かつ、該第１集電極１０および該第２集電極３０と電気的に接続されていることを特徴とする。
【００１１】
上記カーボンナノチューブ２２の成長密度は、１×１０10〜２×１０12本／ｃｍ2であることが好ましい。
上記カーボンナノチューブ２２の平均直径は、１〜５０ｎｍ(測定法：走査型電子顕微鏡〔ＳＥＭ〕による観察)であることが好ましい。
【００１２】
上記第１集電極１０および第２集電極３０の間の距離は、１０〜２００μｍであることが好ましい。
下記式（Ａ）から算出される、集電極１ｃｍ2当りに立設している上記カーボンナノチューブ２２の表面積は、集電極１ｃｍ2当りの表面積に対して５００〜１０００倍であることが好ましい。
（集電極１ｃｍ2当りに立設しているカーボンナノチューブ２２の表面積）＝｛（カーボンナノチューブの平均直径）×π｝×（集電極間の距離）×（カーボンナノチューブ２２の密度）  ・・・（Ａ）
【００１３】
上記第１集電極１０および上記第２集電極３０は、それぞれ独立に、金〔Ａｕ〕，銀〔Ａｇ〕，白金〔Ｐｔ〕，マグネシウム〔Ｍｇ〕，アルミニウム〔Ａｌ〕，銅〔Ｃｕ〕，チタン〔Ｔｉ〕および炭素材料からなる群から選択される少なくとも１種を含んでなることが好ましい。
【００１４】
上記の複数本のカーボンナノチューブ２２は、上記第１集電極１０および上記第２集電極３０と電気的に直接接続されていることが好ましい。
本発明の水素ガスセンサーは、本発明の水素ガスセンサー用素子，電気抵抗計および電源装置を用いてなることを特徴とする。
【００１５】
本発明の水素ガスセンサーを用いた水素ガス濃度測定方法は、少なくとも下記工程（Ｉ）〜（ＩＩＩ）を含むことを特徴とする；
工程（Ｉ）：上記第１集電極１０と上記第２集電極３０との間に０．１〜１００Ｖの電圧を印加することによって、上記カーボンナノチューブ２２の温度を５０〜２００℃に保つ工程，
工程（ＩＩ）：該第１集電極１０と該第２集電極３０との間に立設されているカーボンナノチューブ間に水素ガス４０を流入・通過(流通)させることによって、該カーボンナノチューブ２２の温度を低下させる工程，および
工程（ＩＩＩ）：該カーボンナノチューブ２２の温度低下量に対応した電気抵抗変化量を読み取り、予め作成した検量線と該電気抵抗変化量とを比較することによって、上記水素ガス４０の濃度を算出する工程。
【００１６】
また、本発明の水素ガス濃度測定方法で用いる水素ガスセンサーは、本発明の水素ガスセンサー用素子，電気抵抗計および電源装置を用いてなることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明は、高い比表面積を有するＣＮＴ群が直接水素ガスに暴露されるため、高感度で応答が速い水素ガスセンサー用素子を提供することができる。また、本発明は、水素ガスがＣＮＴ群に接触した際の温度変化に起因するＣＮＴ群の電気特性の変化を検知するという物理現象のみを利用する、所謂“物理センサー”であるため、接触燃焼式に代表される“化学センサー”のような経時劣化が極めて起こり難く、性能が安定しており長寿命である。
【００１８】
さらに、本発明は、ＣＮＴ群の個々のＣＮＴ形状（径・長さ）および成長密度（単位面積当たりの成長本数）を自由に制御できることから、所望する感度に応じたセンサー素子を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】図１は、本発明の水素ガスセンサー用素子の模式的な断面図を表す。
【図２】図２は、本発明で用いるカーボンナノチューブ群の電子顕微鏡画像を示す。図２に示されるように、垂直配向ＣＮＴ群は、各ＣＮＴがバンドル化することなく孤立成長している。そのため、ＣＮＴ群全体では水素ガスと接する比表面積が極めて大きい。このような特性から、大きい応答速度および高感度特性が実現される。
【図３】図３は、実施例１で製造した水素ガスセンサー用素子を模式的に示した断面図である。
【図４】図４は、特許文献３に記載の図１（ａ）と同様の図であって（ただし、符号は異なる。）、特許文献３に開示されているセンサーの拡大斜視図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
次に、本発明の水素ガスセンサー用素子，該素子の製造方法，水素ガスセンサーおよび水素ガス濃度測定方法について具体的に説明する。
＜水素ガスセンサー用素子＞
本発明の水素ガスセンサー用素子は、図１に示すように、所定距離離間して略平行に配置された板状の第１集電極１０および第２集電極３０の間に、複数本のカーボンナノチューブ２２が配設され、これら複数本のカーボンナノチューブ２２は、隣り合うカーボンナノチューブ２２間を水素ガス４０が流通可能に相互に離間し、第１集電極面１０ａおよび第２集電極面１０ｂそれぞれに対して略垂直に立設し、かつ、該第１集電極１０および該第２集電極３０と電気的に接続されていることを特徴とする。
【００２１】
換言すると、本発明の水素ガスセンサー用素子は、略平行に配置された第１集電極１０および第２集電極３０の間が、カーボンナノチューブ群２０によって該集電極それぞれの表面に対して略垂直に接続されていることを特徴とするものである。
【００２２】
このような本発明の水素ガスセンサー用素子は、このＣＮＴ群の両端にそれぞれ集電極を形成し、ＣＮＴ群の隙間に水素ガスを導入してＣＮＴと水素ガスとの接触によって生じるＣＮＴ群の温度変化を電気抵抗値変化として検知する、所謂“気体熱伝導式水素ガスセンサー”に用いる素子である。
【００２３】
（カーボンナノチューブ群）
本発明で用いるカーボンナノチューブ〔ＣＮＴ〕としては、例えば、単層カーボンナノチューブ〔ＳＷＣＮＴ〕，二層カーボンナノチューブ〔ＤＷＣＮＴ〕，複層カーボンナノチューブ〔ＭＷＣＮＴ〕などが挙げられ、本発明において、いずれも用いることができる。
【００２４】
ＣＮＴ群は、例えば、シリコン製，ガラス製，金属製などの任意の基板から化学気相成長〔ＣＶＤ〕法などを用いてブラシ状に成長させることによって得られるが、本発明において、成長方法は特に限定されない。
【００２５】
ＣＮＴ群の成長密度（単位面積当りの成長本数）は、１×１０10〜２×１０12本／ｃｍ2であることが好ましい。ＣＮＴ群の成長密度が上記範囲内であると、水素ガスセンサーに用いた際に水素ガスとの接触面積を充分に大きくすることができ、かつ水素ガスの流入を妨げることがないため好適である。
【００２６】
ＣＮＴ群を構成する個々のカーボンナノチューブの平均直径は、１〜１００ｎｍが好ましく、１〜５０ｎｍがより好ましく、１〜２０ｎｍが特に好ましい。ＣＮＴの平均直径は、走査型電子顕微鏡〔ＳＥＭ〕を用いた観察により測定することができる。ＣＮＴの平均直径が上記範囲内であると、ＣＮＴ群を水素ガスセンサーに用いた際に水素ガスとの接触面積を充分に大きくすることができるため好適である。
【００２７】
ＣＮＴ群の成長密度およびＣＮＴの平均直径が上記範囲内であると、ＣＮＴ同士の間隔は、１〜２０ｎｍ程度となり、水素分子が流入・通過（流通）するのに充分な空間を確保できるため好ましい。
【００２８】
ＣＮＴ群を構成する個々のカーボンナノチューブの長さは、１〜１０００μｍ程度が好ましく、１０〜１０００μｍ程度が好ましい。このようにＣＮＴはアスペクト比が極めて大きい形状をしており、特に、水素ガスセンサー用途としては、アスペクト比が１０，０００以上のＣＮＴを用いると、水素ガスとの接触面積が大きくなるという点で好適である。
【００２９】
下記式（Ａ）から算出される、集電極１ｃｍ2当りに立設しているＣＮＴの表面積が、集電極１ｃｍ2当りの表面積に対して５００〜１０００倍であることが好ましい。
（集電極１ｃｍ2当りに立設しているＣＮＴの表面積）＝｛（ＣＮＴの平均直径）×π｝×（集電極間の距離）×（ＣＮＴの密度）  ・・・（Ａ）
集電極１ｃｍ2当りに立設しているＣＮＴの表面積が上記範囲内であると、ＣＮＴ群を水素ガスセンサー用素子に用いた際、集電極より水素ガスとの接触面積を充分に大きくすることができ、さらに素子自体を小型化できるため好適である。
【００３０】
ここで、高い比表面積に関して具体例を以下に示す。
例えば、垂直配向ＣＮＴ群として、平行に対面する２枚の集電極（１ｃｍ2）間に存在するＣＮＴの本数を２×１０11本（／ｃｍ2）とし、ＣＮＴの直径を約１０ｎｍ、長さを約１００μｍとすると、集電極（１ｃｍ2）間のＣＮＴ群の全表面積は約６０００（ｃｍ2）となる。水素ガスが接するＣＮＴ全体の表面積は集電極の表面積（＝１（ｃｍ2）×４（面））と比較して約１５００倍大きいことから、集電極の影響は極めて軽微であるといえる。
【００３１】
他方、平成１７年度電気関係学会九州支部連合大会，０４−２Ｐ−１０，第１６７頁に記載されている水素ガスセンサー素子では、水素ガスと接触する白金電極の表面積は約０．２３ｃｍ2（素子部分寸法は約１．５×１．２５ｍｍ）と見積もられる。すなわち、素子１ｃｍ2当り（フットプリント）では表面積１２ｃｍ2の白金が水素ガスと接触することになる。したがって、素子１ｃｍ2（フットプリント）当りと水素ガスとが接触する面積を、本発明で用いる垂直配向ＣＮＴ群を用いた素子と比較した場合、本発明の方が約５００倍大きく、その分感度および応答速度を大きくすることができることがわかる（接触面積と感度・応答速度の関係に関する記述は、特開２００８−１８５４９５号公報の記載を参考にした）。また、同等の性能であれば素子サイズを５００分の１に縮小できるとも言え、センサーの小型化にも寄与できる。
【００３２】
また、ＣＮＴ群は、その生成メカニズムの特徴から、個々のＣＮＴはほぼ凝集することなく孤立した状態で存在しているため、その高い比表面積を有効に利用することができるのである。そのため、ガスとの接触面積が大きく、高速かつ高感度でガス濃度を検知することができる。
【００３３】
本発明は、ＣＮＴ群として、その個々のＣＮＴの形状（径・長さ）および成長密度（単位面積当たりの成長本数）を自由に制御できるので、目的の感度に応じた検知素子を提供することができる。
【００３４】
（集電極）
本発明の水素ガスセンサー用素子において、集電極とは、ＣＮＴ群の一端を固定化しかつＣＮＴ群に電圧を印加させるための電極端子として機能するものである。
【００３５】
集電極はそれぞれ独立に、素子自体の長期安定性の観点から、化学的に不活性な導電性物質を含んでなっていてもよく、金〔Ａｕ〕，銀〔Ａｇ〕，白金〔Ｐｔ〕などの金属材料を含んで製造することもできる。
【００３６】
集電極はそれぞれ独立に、比重・比熱が小さく、熱容量が小さい材料を選定するという観点から、集電極はそれぞれ独立に、マグネシウム〔Ｍｇ〕，アルミニウム〔Ａｌ〕，銅〔Ｃｕ〕，チタン〔Ｔｉ〕などの軽金属およびそれらの合金からなる金属材料、または炭素材料を含んでなることが望ましい。
【００３７】
炭素材料とは、例えば、カーボンシート，ガラス状カーボンなどが挙げられる。
好ましくは、上記第１集電極１０および上記第２集電極３０は、それぞれ独立に、金〔Ａｕ〕，銀〔Ａｇ〕，白金〔Ｐｔ〕，マグネシウム〔Ｍｇ〕，アルミニウム〔Ａｌ〕，銅〔Ｃｕ〕，チタン〔Ｔｉ〕などの金属材料および炭素材料からなる群から選択される少なくとも１種を含んでなることが好ましい。
【００３８】
また、上記第１集電極１０および上記第２集電極３０には、ＣＮＴと物理的・電気的に接合するための接着層を有していてもよい。
接着層を有する集電極としては、例えば、接着層付き金属箔（篠原電機（株）製の耐熱型アルミ箔テープ（シリコン系導電性接着層）；（株）寺岡製作所製の導電性アルミ箔粘着テープ（アクリル系導電性接着層）等）や接着層付きカーボンシート（日新ＥＭ（株）製の導電性カーボンテープ（アクリル系接着層）；篠原電機（株）製のカーボン型両面粘着テープ（アクリル系接着層）等）などが挙げられる。
【００３９】
集電極の熱容量が大きい場合（白金，金など）、ＣＮＴ群と水素ガスとの接触・離脱による温度変化に対する感度が低下する虞があることから、ＣＮＴ群と接続している集電極自体の温度の影響を受けにくくするため、集電極は熱容量を小さいものを選定することが好ましい。集電極の大きさ（体積）を固定した場合、熱容量は材料の重さおよび比熱に依存するため、可能な限り比重・比熱の小さい材料を選定する必要がある。比重の点から考慮すると、上記軽金属が挙げられ、これら金属の比熱自体は大きな差異はない。
【００４０】
ただし、集電極の厚さを薄くすることで熱容量を小さく保持できることから、化学的に不活性な導電性物質を選定することもできる。
集電極の表面形状は、円形であっても矩形であってもよく、特に限定されない。
【００４１】
図１に示すように、第１集電極１０および第２集電極３０の間の距離は、１０〜２００μｍであることが好ましい。集電極間の距離が上記範囲内であると、水素分子が流入・通過するのに充分な空間を確保できるため好ましい。
【００４２】
＜水素ガスセンサー用素子の製造方法＞
本発明の水素ガスセンサー用素子の製造方法としては、例えば、少なくとも下記工程（ｉ）および（ｉｉ）を含む製造方法などが挙げられるが、本発明はこの製造方法になんら限定されるものではない。
【００４３】
工程（ｉ）：接着層をその表面に形成した、金属材料または炭素材料からなる集電極を、基板に対して略垂直に成長したカーボンナノチューブ群の先端に、その接着層側を押し当て（面圧０．０１〜５．０ｋｇ／ｃｍ2）、カーボンナノチューブ群を集電極に接着し、さらに基板のみを除去する工程；および
工程（ｉｉ）：該集電極とは接着されていないカーボンナノチューブ群のもう一方の先端に、接着層をその表面に形成した集電極を工程（ｉ）と同様に押し当て、水素ガスセンサー用素子を製造する工程。
【００４４】
＜水素ガスセンサー＞
本発明の水素ガスセンサーは、上述した本発明の水素ガスセンサー用素子以外に、電気抵抗計および電源装置を用いてなることを特徴とする。
【００４５】
＜水素ガス濃度測定方法＞
本発明の水素ガス濃度測定方法は、上述した本発明の水素ガスセンサーを用いて、少なくとも下記工程（Ｉ）〜（ＩＩＩ）を含むことを特徴とする。
【００４６】
工程（Ｉ）：上記第１集電極１０と上記第２集電極３０との間に０．１〜１０Ｖの電圧を印加することによって、上記カーボンナノチューブ２２の温度を５０〜２００℃に保つ工程，
工程（ＩＩ）：該第１集電極１０と該第２集電極３０との間に立設されているカーボンナノチューブ間に水素ガス４０を流入・通過(流通)させることによって、該カーボンナノチューブ２２の温度を低下させる工程，および
工程（ＩＩＩ）：該カーボンナノチューブ２２の温度低下量に対応した電気抵抗変化量を読み取り、予め作成した検量線と該電気抵抗変化量とを比較することによって、上記水素ガス４０の濃度を算出する工程。
【００４７】
（電圧印加工程（Ｉ））
工程（Ｉ）とは、上記第１集電極１０と上記第２集電極３０との間に０．１〜１０Ｖの電圧を印加することによって、上記カーボンナノチューブ２２の温度を５０〜２００℃に保つ工程である。
【００４８】
（Ｈ2ガス流通工程（ＩＩ））
工程（ＩＩ）とは、上記第１集電極１０と上記第２集電極３０との間に立設されているカーボンナノチューブ間に水素ガス４０を流入・通過(流通)させることによって、該カーボンナノチューブ２２の温度を低下させる工程である。
【００４９】
水素ガスは高い熱伝導率を有し、気体熱伝導式を適用することができる、すなわち、水素ガスの熱伝導率は約０．２Ｗ／ｍ／Ｋであり、この値は空気や窒素ガス等のガスと比較して一桁程度大きいため、ＣＮＴ群は水素ガスと接触した場合により大きな温度変化を示すことができる。
【００５０】
（濃度算出工程（ＩＩＩ））
工程（ＩＩＩ）とは、上記カーボンナノチューブ２２の温度低下量に対応した電気抵抗変化量を読み取り、予め作成した検量線と該電気抵抗変化量とを比較することによって、上記水素ガス４０の濃度を算出する工程である。
【実施例】
【００５１】
次に、本発明について実施例を示してさらに詳細に説明するが、本発明はこれらによって限定されるものではない。
［実施例１］
工程（ｉ）として、図３に示すように、接着層９０を有するアルミニウムからなる集電極（Ａ）５０を、基板に対して略垂直に成長したカーボンナノチューブ群２０の先端に押し当て（面圧０．０１〜５．０ｋｇ／ｃｍ2）、カーボンナノチューブ群を集電極（Ａ）５０に接着した。
【００５２】
工程（ｉｉ）として、集電極（Ａ）５０と接着されていないカーボンナノチューブ群２０のもう一方の先端に、接着層９０を有する集電極（Ａ）５０を押し当て、水素ガスセンサー用素子１０１を製造した。
【００５３】
このようにして得られた水素ガスセンサー用素子１０１について、具体的に水素ガス濃度を測定する。
【産業上の利用可能性】
【００５４】
本発明の水素ガスセンサー用素子を用いてなる水素ガスセンサーは、高い比表面積を有するカーボンナノチューブが直接水素ガスに曝露されることから、高感度かつ応答が速いため好適である。
【符号の説明】
【００５５】
１０・・・・・・・・・第１集電極
１０ａ・・・・・・・・第１集電極面
２０・・・・・・・・・カーボンナノチューブ群
２０ａ・・・・・・・・カーボンナノチューブの第１集電極側先端部
２０ｂ・・・・・・・・カーボンナノチューブの第２集電極側先端部
２２・・・・・・・・・カーボンナノチューブ
３０・・・・・・・・・第２集電極
３０ａ・・・・・・・・第２集電極面
４０・・・・・・・・・水素ガス
５０・・・・・・・・・集電極（Ａ）
６０・・・・・・・・・絶縁基板
７１，７２・・・・・・電極部
７１ａ，７２ａ・・・・相対向する縁辺
７３，７４・・・・・・検出回路を接続するための端子部
８０・・・・・・・・・カーボンナノチューブ
９０・・・・・・・・・接着層
１００・・・・・・・・第１集電極と第２電極とカーボンナノチューブとから構成された水素ガスセンサー用素子
１０１・・・・・・・・集電極と接着層とカーボンナノチューブとから構成された水素ガスセンサー用素子
【図１】
2011209020.tif 000003
【図３】
2011209020.tif 000004
【図４】
2011209020.tif 000005
【図２】
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