[发明专利]气体传感器以及燃料电池汽车

说明书

本发明的一方式涉及一种气体传感器，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、和第1主面的相反侧的第2主面；第2电极，其具有与第1电极的第2主面相对置的第3主面、和第3主面的相反侧的第4主面；金属氧化物层，其配置于第1电极和第2电极之间，且与第1电极的第2主面和第2电极的第3主面接触；以及绝缘膜，其覆盖第1电极的至少一部分、第2电极的一部分和金属氧化物层的至少一部分；其中，第2电极的第4主面的至少一部分不被绝缘膜覆盖而在气体中露出，金属氧化物层具有通过第2电极与气体分子接触而使电阻值降低的特性。

技术领域

本发明涉及用于检测气体中含有的、且包含氢原子的气体分子的气体传感器、以及具有该气体传感器的燃料电池汽车。

背景技术

近年来，面向氢能社会的实现的研究在各个领域正在积极地进行。特别地，可以期待终极无公害车的使用氢作为燃料的燃料电池汽车也已投放市场，与之相适应，加氢站等基础设施也正在切实地完善之中。在这样的状况下，作为担保氢能社会的安全保障的手段，用于检测氢的传感器的重要性正在增加。

例如在专利文献1中，公开了一种由金属膜、气敏电阻膜(gas-sensitiveresistance film)和金属膜层叠而成的MIM结构的气体传感器。专利文献1的气体传感器的构成是：使用在五氧化钽(Ta₂O₅)中添加有规定量的钯(Pd)和玻璃的绝缘膜作为气敏电阻膜，并用由铂(Pt)构成的上下的金属电极夹住该气敏电阻膜。在专利文献1中记载着采用该气体传感器可以检测含有氢的可燃性气体(以下称之为含氢气体)。

另外，例如在非专利文献1中，公开了一种由金属、气敏电阻膜和半导体层叠而成的MIS结构的气体传感器。非专利文献1的气体传感器由Pt、Ta₂O₅、以及硅(Si)或者碳化硅(SiC)的层叠体构成，对含有氢原子的气体进行检测。在非专利文献1中，记载着在Pt的催化作用下，由含氢气体离解出氢原子，该氢原子还原气敏电阻膜的Ta₂O₅而产生电特性的变化(例如MIS结构的IV特性的变化)，并利用该变化来检测含氢气体。

一般地说，温度越高，在Pt的催化作用下，由含氢气体离解出氢原子的效率越高，因而如果对气体传感器加热，则检测灵敏度升高。于是，无论是在专利文献1中还是在非专利文献1中，与气体传感器邻接而设置加热器，采用该加热器对气体传感器进行加热。例如，在专利文献1中记载着将气体传感器加热至400℃，在非专利文献1中记载着将气体传感器加热至100℃～150℃。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开昭59-58348号公报

非专利文献

非专利文献1：J.Yu等人，Sensors and Actuators A，172卷，(2011)9-14页

发明内容

发明所要解决的课题

以前的气体传感器存在的课题是：为了获得对含氢气体良好的检测灵敏度而采用加热器，因而电功耗较大。

本发明的一方式提供一种用于检测含氢气体的、节能性优良的气体传感器。

用于解决课题的手段