(57)【要約】【課題】  経時変化や表面状態の影響を極力低減し、動作信頼性の高い水素センサを提供する。【解決手段】  電極間距離の固定された一対の電極１１，１３と、電極１１，１３間に配置され可逆的に水素を吸排可能な粒状の水素吸収材１２とを有し、外部の水素濃度の変化に追随して水素吸収材１２が体積変化することで電極１１，１３間の静電容量が変化する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定された距離をおいて離間する１対の電極と、該電極間に配置された水素検知部とからなり、
該水素検知部は、可逆的に水素を吸収・排出可能な導電性の水素吸収材を、それぞれの前記電極間を短絡させない状態で有し、前記水素吸収材が粒状の材料とされ、
外部の水素濃度の変化に追随して前記水素吸収材の体積が変化することにより、前記１対の電極間の静電容量が変化することを特徴とする水素センサ。
【請求項２】
前記水素検知部は、前記水素吸収材と、前記水素吸収材を支持し水素を透過させる支持材とからなり、
該支持材が非導電性の樹脂であることを特徴とする請求項１記載の水素センサ。
【請求項３】
前記水素検知部において、前記水素吸収材の一部が前記支持材から露出して支持されていることを特徴とする請求項２記載の水素センサ。
【請求項４】
前記水素吸収材の粒径が１００μｍ以下０．１μｍ以上であることを特徴とする請求項３記載の水素センサ。
【請求項５】
前記水素吸収材の表面が絶縁処理されていることを特徴とする請求項４記載の水素センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水素センサに係り、水素ガス検知および水素ガス濃度検出に用いて好適な技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、水素貯蔵タンク等からの水素漏出の有無を検知する水素センサとしては、特許文献１のｆｉｇ．１（ｂ）に記載されるように、シリコンなどからなる非導電性の基板上に、水素吸収材からなる電極層、誘電体層、金属電極層、シリコン基板が積層される構成とされ、水素ガスを吸収した水素吸収材が膨張することで変化する両電極間の距離により電極間の静電容量が変わることを利用して水素量を検知する静電容量変化検出タイプの技術が知られている。
【０００３】
また、特許文献２の図１に記載されるように、電気絶縁性の基板上にＮｉＺｒ合金薄膜、パラジウム膜が積層され、その表面に離間して設けられた電極間の抵抗値が水素ガスの吸収量に応じて変化することで水素検出をおこなう抵抗値変化検出タイプのものが知られている。
【特許文献１】米国特許第６５３９７７４号明細書
【特許文献２】特開平０９−１４５６５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上述したような従来の構成における水素センサにおいては、水素検出をおこなう水素吸収材が薄板状または薄膜状という連続体であるために、水素の吸排に伴う膨張・圧縮を繰り返すことによって生じる脆性破壊がヒビ、割れとして現れその影響を受けやすい。そのため、繰り返し測定するうちに同一濃度の水素に対する静電容量や抵抗値が変化してしまい検出値が不正確になるという問題があった。さらに、脆性破壊が進むと破断にいたり、センサとしての機能を実現できなくなってしまう。
加えて、上述した抵抗値変化検出タイプの水素センサには、水素吸収材表面における汚れなどの状態の影響を受けやすく、それにより指示値が変動するという問題もある。
また、薄膜状あるいは薄板状の水素吸収材は、外部から衝撃等が加えられた際にも割れや欠けが発生しやすく、外力のかかる可能性のある環境で使用した場合に動作信頼性が低下する可能性があるという問題があった。
【０００５】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、水素の吸排を繰り返しおこなっても検出値が変化することなく正確な出力が可能であり、かつ、汚れ等の表面状態の変化にも影響を受けにくく、特に、少量の水素であっても確実に検出可能な水素センサを提供する、つまり、経時変化や表面状態の影響を極力低減し、動作信頼性の高い水素センサを提供するという目的を達成しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の水素センサは、固定された距離をおいて離間する１対の電極と、該電極間に配置された水素検知部とからなり、該水素検知部は、可逆的に水素を吸収・排出可能な導電性の水素吸収材を、それぞれの前記電極間を短絡させない状態で有し、前記水素吸収材が粒状の材料とされ、外部の水素濃度の変化に追随して前記水素吸収材の体積が変化することにより、前記１対の電極間の静電容量が変化することにより上記課題を解決した。
本発明において、前記水素検知部は、前記水素吸収材と、前記水素吸収材を支持し水素を透過させる支持材とからなり、該支持材が非導電性の樹脂であることが好ましい。
本発明の前記水素検知部において、前記水素吸収材の一部が前記支持材から露出して支持されていることが可能である。
また、前記水素吸収材の粒径が１００μｍ以下０．１μｍ以上であることができる。
本発明においては、前記水素吸収材の表面が絶縁処理されていることが望ましい。
ここで、水素検知手段としては、水素吸収材を有していればよい。また、支持材としては電極間に水素吸収材を配置して、かつ、電極間にセンサ外部の水素を伝達可能な構成であればどのような構成であってもかまわない。
【０００７】
本発明の水素センサは、電極間距離の固定された一対の電極と、前記電極間に配置され可逆的に水素を吸排可能な粒状の水素吸収材とを有し、外部の水素濃度の変化に追随して前記水素吸収材が体積変化することで前記電極間の静電容量が変化することにより上記課題を解決した。
本発明の前記水素吸収材の粒径が１００μｍ以下０．１μｍ以上とされることが好ましい。
本発明の前記水素吸収材は導体とされ、この水素吸収材表面が絶縁処理されることができる。
本発明においては、電極間の距離を固定する一形態として、一対の電極が１枚の基板上に置かれており、水素吸収材がそのまま、あるいは支持材を介して基板に固定されている形態とすることも可能である。
【０００８】
本発明の水素センサは、電極間にこの電極と絶縁状態に配置された粒状の水素吸収材を有しており、センサ外部の水素濃度が変化した際に、この水素濃度変化に追随して前記水素吸収材が体積変化することで電極間の静電容量が変化する。従ってこの静電容量変化を出力することで、水素ガスの存在を検知することあるいは水素濃度変化を検出することができる。
ここで、粒状とは、いわゆる粉体のみならず、細片であればよく、破砕された薄膜あるいは破断された棒状等の形状を含むものである。
【０００９】
本発明における水素吸収材は、例えば、切断、あるいは、荷重をかけて割れを発生させれる等、外部から力を加えて成形することで最終的な粒状の形状を形成することができる。より好ましい方法としては、水素吸収材を水素ガス濃度が短い周期で周期的に変動する雰囲気に曝すことにより、脆性破壊を加速して割れた状態とする製造方法がある。この方法により、より均一な粒径の材料が得られる。
具体的には、水素センサとして予測される使用状態における水素ガス濃度の変化範囲よりも大きく設定された水素ガス濃度変化範囲を有する周期的濃度変動雰囲気に一定サイクル曝されることにより水素吸収材を製造することができる。または、後述する所定の水素吸収材としての材質に固有な脆性破壊を起こす濃度上限を超えた濃度変化範囲としてこの周期的濃度変動雰囲気を設定することもできる。なお、上記の濃度周期変動雰囲気に曝す水素吸収材はバルク状でも、既にある程度粗粒化したものでもよい。
【００１０】
すなわち、このように製造された粒状の水素吸収材を適用することにより、水素吸収材が水素の吸排を繰り返すことによって脆性破壊が生じても粒の形状が変化するだけであり、水素検知部全体の形状はほとんど変化しない。従って、従来のセンサのように薄膜・薄板等バルク状態の水素吸収材が水素の吸排を繰り返すことで脆性破壊により形状変化して出力安定性が低下するのに比べて、水素センサとしての動作の安定性を確保することが可能となる。
また、粒状の水素吸収材を用いているため、衝撃等の外力がかかる環境で使用したとしても水素吸収材の破損等が生じにくい上、例え破損が生じた場合でも従来の構造に比べてセンサ出力値に与える影響は極めて微少である。さらに、汚れ等の表面状態に影響されることが極めて少ないことにより、水素センサとしてよりいっそうの出力安定性を維持することが可能となる。
【００１１】
具体的には、水素吸収材の粒径が１００μｍ以下０．１μｍ以上とされることが好ましく、この範囲に設定することにより、上述したように、水素吸収材において水素吸出による脆性破壊を防止して、水素センサとしての出力安定性を維持することが可能となる。
ここで、粒径とは、水素吸収材の最大径寸法を意味するものとする。
水素吸収材の粒径が１００μｍより大きい場合には、水素濃度変化による脆性破壊の影響が大きく現れるため好ましくなく、また、水素吸収材の粒径が０．１μｍより小さい場合には、粉末の散逸等細かすぎることによる取り扱い状の難点があり好ましくない。
【００１２】
本発明の水素吸収材は、ＴｉＭｎ合金、ＴｉＦｅＭｎ合金、ＴｉＦｅＺｒＮｂ合金、ＦｅＴｉＯ合金、ＭｇＮｉ合金、ＣａＮｉ合金、ＬａＮｉ合金、ＬａＮｉＡｌ合金、ＭｍＮｉＡｌ合金、ＭｍＮｉＦｅ合金、ＬｍＮｉ合金、ＺｒＮｉ合金、ＺｒＣｒ合金、ＭｇＮｉ合金、Ｐｄを主成分とする材料等の導体からなるものとされ、これらがわずかな量の水素の吸収により大きな体積膨張を示す材料であるため、センサとして充分な出力（感度、精度、検出限界）を維持することができる。
【００１３】
またこれらの材料からなる水素吸収材の表面を絶縁処理することにより、粒状の水素吸収材どうし、あるいは、水素吸収材と電極とが短絡することを防止するとともに、例え水素吸収材に脆性破壊等が生じた場合でも、ほとんどの水素吸収材の電極間における配置状態に生じる変化を抑制し、この脆性破壊に起因する容量の変動あるいは容量変化の大きさ変動の影響を極力抑えて、水素センサの出力を安定させることができる。なお、絶縁処理は水素を透過可能とするようにポリイミド樹脂などからなる絶縁膜を水素吸収材表面形成すること等によっておこなうことができる。
【００１４】
本発明においては、電極間で水素吸収材を支持するための支持材として電極間に充填された非導電性の樹脂が設けられ、この樹脂が水素透過性を有するとともに、水素吸収材の体積変化に従って変位可能な可撓性または柔軟性を有するものとされ、例えば、ポリイミド、シリコン樹脂等を主成分とする材料である。
これにより、水素吸収材の体積変化を阻害することなく粒状の水素吸収材を電極間に配置することが可能となる。また、水素吸収材の配置された電極間を上記の樹脂で充填することにより、水素吸収材どうしおよび電極と水素吸収材とを絶縁してこれらが短絡してしまうことを防止することもでき、さらに、衝撃・外力が作用した場合でも、電極間および水素吸収材と電極との間の静電容量が変化することを防止して、センサ出力の安定化を図ることが可能となる。
なお、支持材として上記の樹脂を適用した場合には、電極間距離を固定する一形態として、電極を一枚の基板上に対向させて設けることができる。また、この場合、水素吸収材表面を絶縁処理しない場合でも上述した絶縁状態の維持をおこなうことが可能である。さらに、この場合、水素吸収材が電極間において、外部から流入する被検出気体に対して露出していない状態でもよい。
【００１５】
このような水素センサは、上記の水素透過性を有する樹脂（バインダ）と粒状の水素吸収材とを混練してペーストとし、このペーストをあらかじめ固定された電極間に注入することで製造することが可能である。
つまり、電極間距離の固定された一対の電極と、前記電極間に配置され可逆的に水素を吸排可能な粒状の水素吸収材とを有し、外部の水素濃度の変化に追随して前記水素吸収材が体積変化することで前記電極間の静電容量が変化する水素センサであって、前記粒状の水素吸収材と非導電性で水素透過性を有する樹脂とを混合されたペーストが前記電極間に配置されることができる。
このとき、ペーストとしては、成形時に粘度を調整するためバインダ以外の溶剤等を混入することが可能である。この場合、溶剤を揮発するために加熱処理をおこなうことができる。
【００１６】
本発明においては、電極間距離を固定する一形態として、一対の電極が一枚の基板上におかれた構成とし、水素吸収材を直接あるいは支持材を介して基板上に固定したものでもよい。
この際、水素吸収材を固定する手段は、水素吸収材の体積変化を阻害することなく粒状の水素吸収材を電極間に配置することが可能であればよく、上記のような水素透過性を有する樹脂を用いることができる。また、これ以外に、水素透過性を有さないあるいは水素透過率の低い樹脂等であっても、外部から電極間に流入する被検出気体に対して露出するように水素吸収材を固定することで適応することが可能である。
これにより、例えば、電極間距離を一定にする手段とされる基板に、電極どうしが対向抗する方向と基板とが略平行になるように一対の電極を離間して固定し、この電極間に位置する基板表面に接着剤等を塗布して、粒状の水素吸収材材を撒き散らすことで接着固定するという方法で製造することも可能であり、この場合製造コストを低減することができる。
【００１７】
また、電極間距離を一定にする手段として、例えば、水素貯蔵タンク表面等の剛体面を利用すること、あるいは、可撓性を有するフィルムを適用して該フィルム裏面を前記水素貯蔵タンク表面やこの水素貯蔵タンクを具備する燃料電池函体等に接着などにより固定したものなどを適応することも考えられ、後者の場合、前記フィルム表面に電極、水素吸収材を接着材等で固定することができる。
また、電極間距離を一定にする手段として、電極間に設けられたスペーサ等を適応することもできる。
【００１８】
また、電極間距離の固定された一対の電極と、前記電極間に配置され可逆的に水素を吸排可能な粒状の水素吸収材とを有し、外部の水素濃度の変化に追随して前記水素吸収材が体積変化することで前記電極間の静電容量が変化する水素センサであって、前記粒状の水素吸収材と非導電性で水素透過性を有する樹脂とが混合されたペーストが前記電極間に位置する電極間距離を一定にする手段の表面に塗布されてなることができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、電極間にこの電極と絶縁状態に配置された粒状の水素吸収材を有することで、外部の水素濃度変化に追随して前記水素吸収材が体積変化し、電極間の静電容量が変化する。従ってこの静電容量変化を出力することで、水素ガスの存在を検知することあるいは水素濃度変化を検出することができるとともに、水素吸収材が水素の吸排を繰り返すことによって脆性破壊が生じても粒の形状が変化するだけであり、水素検知部全体の形状はほとんど変化しない。従って、従来のセンサのように薄膜・薄板等バルク状態の水素吸収材が水素の吸排を繰り返すことで脆性破壊により形状変化して出力安定性が低下するのに比べて、水素センサとしての動作の安定性を確保することが可能となるという効果を奏することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明に係る水素センサの第１実施形態を、図面に基づいて説明する。
図１は、本実施形態における水素センサを示す断面図である。
【００２１】
本実施形態の水素センサは、図１に示すように、電極間距離の固定された一対の電極１１，１３と、この電極１１，１３間に配置され可逆的に水素を吸排可能な粒状の水素吸収材１２と、電極１１，１３間に充填された非導電性の樹脂（支持手段）１４とを具備するものとされる。
【００２２】
電極１１，１３は、銅等の金属薄膜からなり、それぞれ例えばシリコンやアルミナ等からなる基板１，３に形成されるとともに、図示しない電極間距離固定手段により、電極１１，１３間の距離が変化しないように基板１，３が固定されている。
【００２３】
水素吸収材１２は、ＴｉＭｎ合金、ＴｉＦｅＭｎ合金、ＴｉＦｅＺｒＮｂ合金、ＦｅＴｉＯ合金、ＭｇＮｉ合金、ＣａＮｉ合金、ＬａＮｉ合金、ＬａＮｉＡｌ合金、ＭｍＮｉＡｌ合金、ＭｍＮｉＦｅ合金、ＬｍＮｉ合金、ＺｒＮｉ合金、ＺｒＣｒ合金、ＭｇＮｉ合金、Ｐｄを主成分とする材料等のわずかな量の水素の吸収により大きな体積膨張を示す導体材料からなり、その粒径が１００μｍ以下０．１μｍ以上とされている。  水素吸収材の粒径が１００μｍより大きい場合には、水素濃度変化により脆性破壊を起こして粒径が大きく変化する可能性が高いため好ましくなく、また、水素吸収材の粒径が０．１μｍより小さい場合には、粉末の散逸等、細かすぎることによる取り扱い上の難点があり好ましくない。
なお、図１は模式図であるため、電極１１と平行に一列しか水素吸収材１２を記載していないが実際には、より多数の水素吸収材１２が電極１１，１３間に存在する。
【００２４】
この水素吸収材１２は、例えば、切断、あるいは、荷重をかけて割れを発生される等、外部から成形することのみにより最終的な粒状の形状を形成したものでなく、水素吸収材１２は、水素センサとして予測される使用状態における水素ガス濃度の変化範囲よりも大きく設定された水素ガス濃度変化範囲で短い周期を有する周期的濃度変動雰囲気に曝されることにより製造される。または、前述した所定の水素吸収材の材質に固有な脆性破壊を起こす濃度上限を超えた濃度変化範囲で充分短い周期を有する周期的濃度変動雰囲気を設定することもできる。さらに、水素吸収材１２にある程度割れ等の脆性破壊が生じなくなる程度の充分なサイクルだけ周期的濃度変化雰囲気に曝すこととする。なお、上記の濃度周期変動雰囲気に曝す水素吸収材はバルクから破砕するかあるいは１００μｍ程度以下の粒径にある程度粗粒化したものを上記の周期的濃度変動雰囲気に曝すものである。
【００２５】
樹脂（支持材）１４は、水素透過性を有するとともに水素吸収材の体積変化に従って変位可能な柔軟性を有するものとされ、例えば、ポリイミド、シリコン樹脂結着材等を適応される。
またこの樹脂１４は、水素吸収材１２，１２どうしおよび電極１１，１３と水素吸収材１２とを絶縁してこれらが短絡してしまうことを防止するように充填されている。
【００２６】
次に本実施形態の水素センサにおける動作を図面に基づいて説明する。
図４は、本実施形態における水素センサの動作を示す模式断面図、図５は、本実施形態の水素センサにおける容量変化を示す模式図である。
【００２７】
まず、初期状態である水素濃度の低い状態では、図４における（ａ）に示すように、水素吸収材１２は体積膨張していない。原理説明を簡単にするため、例えば、電極１１と水素吸収材１２との距離をｄ１、電極１３と水素吸収材１２との距離をｄ１であるとする。この初期状態における水素センサの静電容量Ｃ０は、図５における（ａ）示すように、極板間距離ｄ１である容量Ｃ１のコンデンサが直列に接続されたものとみなすことができる。
Ｃ０＝Ｃ１／２          （１）
【００２８】
次に、水素吸収材１２が水素を吸収すると、図４における（ｂ）に示すように、水素吸収材１２’は水素を吸収する前に比べて体積膨張している。このとき、水素吸収材１２の体積膨張分は柔軟性のある樹脂１４によって緩和されて、電極１１，１３における極板間距離は変わらないため、それぞれ、電極１１と水素吸収材１２’との距離がｄ１より小さいｄ２、電極１３と水素吸収材１２’との距離がｄ２となる。この随粗吸収後の状態における水素センサの静電容量Ｃ’は、図５における（ｂ）示すように、極板間距離ｄ２である容量Ｃ２のコンデンサが直列に接続されたものとみなすことができる。
Ｃ’＝Ｃ２／２          （２）
【００２９】
これらＣ１とＣ２とは、極板間距離以外は同じ条件であると見なせるので、
Ｃ１／Ｃ２＝ｄ２／ｄ１        （３）
の関係がある。
【００３０】
ここで、水素吸収前（初期状態）と水素吸収後との静電容量の変化分δＣを、
δＣ＝（Ｃ’−Ｃ０）／Ｃ０        （４）
とすると、式（１）〜（４）から、
δＣ＝（ｄ１−ｄ２）／ｄ２        （５）
となる。すなわち、水素が存在することにより、水素センサの静電容量が式（５）に示す分だけ変化することになる。
【００３１】
また、センサ外部の水素濃度が減少した場合には、上記の図４，図５における（ｂ）に示した状態から（ａ）に示した状態へと先に説明した状態と逆の変化が起きることになる。
従って、この静電容量の変化を所定の電気回路で検出することにより、水素の有無の検知、あるいは、水素濃度の変化を検出することができる。
【００３２】
本実施形態の水素センサでは、電極１１，１３間の水素吸収材１２が、センサ外部の水素濃度が変化した際に、この水素濃度変化に追随して体積変化することで電極１１，１３間の静電容量がδＣだけ変化する。従ってこの静電容量変化δＣを所定の電気回路に出力することで、水素ガスの存在を検知することあるいは水素濃度変化を検出することができる。
【００３３】
また、水素吸収材１２が粒径が０．１μｍ〜１００μｍ程度の粒状とされているため、水素吸収材１２が脆性破壊を生じる可能性を極めて低くして、水素センサとしての動作の安定性を確保することが可能となる。
また、粒状の水素吸収材１２を樹脂１４中に配置しているため、衝撃や外力がかかる環境で使用したとしても水素吸収材１２の破損等が生じにくい上、例え割れ等の破損が生じた場合でも従来の薄膜等の構造に比べてセンサ出力値に与える影響は極めて微小であること、さらに、センサ表面の汚れなどに影響されないことにより、水素センサとしてよりいっそうの出力安定性を維持することが可能となる。
【００３４】
本実施形態においては、支持手段として非導電性と水素透過性と可撓性を有する樹脂１４が電極１１，１３間に充填されることにより、水素吸収材１２の体積変化を阻害することなく粒状の水素吸収材１２を電極１１，１３間に配置することが可能となる。また、水素吸収材１２，１２どうしおよび電極１１，１３と水素吸収材１２とを絶縁してこれらが短絡してしまうことを防止することもでき、さらに、衝撃・外力が作用した場合でも、電極１１，１３間および水素吸収材１２と電極１１，１３との間の静電容量が水素濃度の変化と関係なく変化してしまうことを防止して、センサ出力の安定化を図ることが可能となる。
【００３５】
以下、本発明に係る水素センサの第２実施形態を、図面に基づいて説明する。
図２は、本実施形態における水素センサを示す断面図である。本実施形態において、上述の図１に示す第１実施形態と対応する部分には同一の符号を付して説明を省略する。
【００３６】
本実施形態の水素センサにおいては、基板（電極間距離を一定にする手段）１上には、電極１１，１３が対向する方向が基板１面内方向と略平行となるようにこの電極１１，１３が固定され、この電極１１，１３間の基板１上には、水素吸収材を固定する手段としての樹脂１５によって水素吸収材１２が固定されている。
本実施形態においては、水素吸収材１２が、その大半の表面が外部から電極１１，１３間に流入する被検出気体に対して露出するとともに、隣り合う水素吸収材１２，１２どうしの間に空間１６を有するように樹脂１５によって固定されている。
【００３７】
樹脂１５は、上述の第１実施形態における樹脂１４と同組成のもの、あるいは、水素透過性が樹脂１４に比べて低いか水素透過性を有さない材質のものでもよい。この場合、ポリ四フッ化エチレン等の材料を樹脂１５として使用することが可能である。
また、樹脂１５は、水素吸収材１２の体積変化が空間１６によって阻害されることがないため、水素吸収材１２を充分基板１に固定できればよく、樹脂１４に比べて柔軟性の低いものでもかまわない。
【００３８】
本実施形態においても、上述の図４，図５に示す第１実施形態と同様に水素吸収材１２の体積変化により電極１１，１３間の静電容量が変化することで水素検知あるいは水素濃度検出をおこなう。ここで本実施形態の構成においては、図５における容量Ｃ１のコンデンサがより一層直列に多数接続されたものをモデルとして考えることができるため、より一層静電容量の変化量が大きくなる。また、水素を含有することのある被検出ガスが、第１実施形態のように樹脂１４を透過して水素吸収材１２に到達するのではなく直接水素吸収材１２に接触することになる。したがって、本実施形態においては、水素検出感度・精度をより一層向上することができる。
【００３９】
本実施形態の水素センサは、第１実施形態と同様の効果を奏することが可能であるとともに、水素検出感度・精度をより一層向上することができ、使用する樹脂１５の量を低減して製造コストを低減することが可能となる。
【００４０】
以下、本発明に係る水素センサの第３実施形態を、図面に基づいて説明する。
図３は、本実施形態における水素センサを示す断面図である。本実施形態において、上述の図１に示す第１実施形態と対応する部分には同一の符号を付して説明を省略する。
【００４１】
本実施形態において第１実施形態と異なるのは水素吸収材１２の表面がコーティング（絶縁膜）１２ａにより表面処理された点である。このコーティング１２ａはトリテトラフルオロエチレン等のフッ化樹脂からなる絶縁コーティングである。
これにより、粒状の水素吸収材１２どうし、あるいは、水素吸収材１２と電極１１，１３とが短絡することを防止するとともに、例え水素吸収材１２に脆性破壊・割れ・破断等が生じた場合でも、ほとんどの水素吸収材１２の電極１１，１３間における配置状態に生じる変化を抑制し、この脆性破壊および割れ・破断に起因する容量の変動あるいは容量変化の大きさ変動の影響を極力抑えて、水素センサの出力を安定させることができる。
【実施例】
【００４２】
次に、本願発明にかかる実施例を説明する。
【００４３】
この実施例では図１に示す第１実施形態と同様の構造を有する水素センサを使用してその動作を確認した。以下のその諸元を示す。
電極：金、電極厚さ１μｍ
電極面積：２ｃｍ２
電極間距離：１ｍｍ
水素吸収材：ＺｒＮｉ合金
水素吸収材総量：０．４ｇ
平均粒径：５０μｍ
最大粒径：７５μｍ
樹脂：ポリイミド
【００４４】
このような水素センサを１％〜３％水素含有窒素雰囲気中での静電容量の変化量δＣを調べた。その結果を図６に示す。
図６の結果から、水素濃度の周期的変化に追随して静電容量が変化していることがわかる。また、水素濃度が周期的に変化した場合でも、感度が劣化することがない。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
本発明の活用例として、燃料電池等の水素貯蔵タンク、および、これを備えた燃料電池自動車、あるいは、この燃料電池自動車へ水素ガスを補給するための水素ガスステーション、等に水素ガス漏れ検知器として備えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】図１は、本発明に係る第１実施形態における水素センサを示す断面図である。
【図２】図２は、本発明に係る第２実施形態における水素センサを示す断面図である。
【図３】図３は、本発明に係る第３実施形態における水素センサを示す断面図である。
【図４】図４は、本発明に係る水素センサの動作を示す模式図である。
【図５】図５は、本発明に係る水素センサの静電容量変化を示す模式図である。
【図６】図６は、本発明の実施例における静電容量δＣの時間変化を示すグラフである。
【符号の説明】
【００４７】
１，３…基板、１１，１３…電極、１２…水素吸収材、１２ａ…絶縁膜、１４，１５…樹脂、１６…空間
【図１】
2005172756.tif 000003
【図２】
2005172756.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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