[发明专利]气体传感器以及燃料电池汽车有效
申请号: | 201680002015.9 | 申请日: | 2016-07-04 |
公开(公告)号: | CN108112263B | 公开(公告)日: | 2020-11-03 |
发明(设计)人: | 本间运也;魏志强 | 申请(专利权)人: | 松下半导体解决方案株式会社 |
主分类号: | G01N27/12 | 分类号: | G01N27/12;B60L58/30;G01N27/04;G01N27/416;H01M8/0444 |
代理公司: | 永新专利商标代理有限公司 72002 | 代理人: | 刘凤岭;陈建全 |
地址: | 日本*** | 国省代码: | 暂无信息 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 气体 传感器 以及 燃料电池 汽车 | ||
1.一种气体传感器,其用于检测气体中含有的、且包含氢原子的气体分子,其中,所述气体传感器包括:
第1电极,其具有第1主面、和所述第1主面的相反侧的第2主面;
第2电极,其具有与所述第1电极的所述第2主面相对置的第3主面、和所述第3主面的相反侧的第4主面;
金属氧化物层,其配置于所述第1电极和所述第2电极之间,且与所述第1电极的所述第2主面和所述第2电极的所述第3主面接触;以及
绝缘膜,其覆盖所述第1电极的至少一部分、所述第2电极的一部分和所述金属氧化物层的至少一部分;其中,
所述第2电极的所述第4主面的至少一部分不被所述绝缘膜覆盖而在所述气体中露出,
所述金属氧化物层具有通过所述第2电极与所述气体分子接触而使电阻值降低的特性,
在所述金属氧化物层的内部包含与所述第2电极接触的局部区域,
所述局部区域中含有的金属氧化物的氧缺位度比所述金属氧化物层的除所述局部区域以外的部分中含有的金属氧化物的氧缺位度大。
2.根据权利要求1所述的气体传感器,其中,
所述金属氧化物层包括含有第1金属氧化物的第1金属氧化物层、和含有氧缺位度比所述第1金属氧化物小的第2金属氧化物的第2金属氧化物层,
所述第1金属氧化物层与所述第1电极接触,所述第2金属氧化物层与所述第2电极接触,
所述局部区域至少贯通所述第2金属氧化物层,
所述局部区域中含有的所述金属氧化物的氧缺位度比所述第2金属氧化物的氧缺位度大。
3.根据权利要求1或2所述的气体传感器,其中,所述第2电极包含具有由所述气体分子离解出所述氢原子的催化作用的材料。
4.根据权利要求1或2所述的气体传感器,其中,所述第2电极含有选自铂、钯、以及铂和钯的合金之中的至少1种。
5.根据权利要求2所述的气体传感器,其中,所述第1金属氧化物和所述第2金属氧化物各自为过渡金属氧化物或者铝氧化物。
6.根据权利要求5所述的气体传感器,其中,所述过渡金属氧化物是选自钽氧化物、铪氧化物以及锆氧化物之中的1种。
7.根据权利要求1或2所述的气体传感器,其中,所述金属氧化物层基于在所述第1电极和所述第2电极之间施加的电压而在高电阻状态和所述电阻值比所述高电阻状态低的低电阻状态之间可逆地转变。
8.根据权利要求1或2所述的气体传感器,其中,所述第1电极的所述第2主面和所述金属氧化物层接触的面积小于所述第2电极的所述第3主面和所述金属氧化物层接触的面积。
9.根据权利要求1或2所述的气体传感器,其进一步具有测定电路,该测定电路在电压施加于所述第1电极和所述第2电极之间时,用于测定在所述金属氧化物层中流过的电流。
10.根据权利要求1或2所述的气体传感器,其进一步具有在所述第1电极和所述第2电极之间施加电压的电源电路。
11.根据权利要求1所述的气体传感器,其中,所述局部区域因在所述第1电极和所述第2电极之间流过的电流而发热,从而所述金属氧化物层的所述电阻值降低。
12.根据权利要求1或2所述的气体传感器,其进一步具有:
通路,其贯通所述绝缘膜中覆盖所述第2电极的部分而与所述第2电极连接;和
导体,其与所述通路连接。
13.根据权利要求12所述的气体传感器,其中,所述通路配置在不是所述第1电极的正上方的位置上。
14.一种燃料电池汽车,其具有:
客舱,
配置有氢气的罐的气体罐室,
配置有燃料电池的燃料电池室,以及
权利要求1所述的气体传感器;其中,
所述气体传感器配置在选自所述气体罐室内以及所述燃料电池室内之中的至少一方。
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