由名古屋大学大学院工学研究科的汤川宏副教授和株式会社铃木商馆组成的共同研究小组，开发出一种创新型氢敏元件注1），其能够检测各种环境中的氢浓度，且具有高灵敏度和高响应性。
该传感元件利用了“透氢金属膜注2）只允许氢分子透过的特性”，可以单独检测出存在于各种环境中的氢气，如可燃性气体或含有水蒸气的混合气体中的氢气、以及酸性或碱性水溶液中溶存的氢气等。因此，该元件可以测得天然气以及含有水蒸气的燃料电池废气等传统传感器难以进行氢气检测的环境中的氢气浓度。该技术有望应用于工业，医疗，农业等多领域的氢气检测和氢气浓度管理等。
此研究成果已发表于2月1日出版的日本金属学会材料会刊《Materials Transactions》。另外，在2月26日-28日举行的第十六届日本国际氢能及燃料电池展会（FC EXPO2020）上，铃木商馆的展位上展出了搭载该氢敏元件的展示机。
该研究从2016年开始，由国立大学法人名古屋大学和株式会社铃木商馆共同开展，旨在开发出“一种检测液体中溶存氢气的传感器”。
【要点】
➤本研究小组开发出一种新型氢敏元件，其能够在可燃性气体、含有水蒸气的混合气体、以及酸性或碱性液体等传统氢气传感器难以测定出氢气浓度的恶劣环境下测定出氢气浓度。
➤该氢敏元件具有以下特点：
1. 通过利用透氢金属膜，可单独检测出各种环境中存在的氢气。
2. 可检测的浓度范围为0~100%，且对于极其稀薄的氢浓度也具有很高的检测灵敏度。
3. 响应速度快，即使暴露在高浓度氢气中，也能快速恢复到初始值。
➤有望广泛应用于工业、医疗和农业等与氢气相关的各种领域。
【研究背景】
氢被广泛用于氨气和肥料的制造，石油化工，钢铁厂，火箭燃料等。近年来，随着氢燃料电池汽车（FCV）和燃料电池（FC）叉车等以氢为燃料的移动工具的普及，对于氢气传感器的新需求也越来越多。例如，为了测评燃料电池的输出功率，需要开发出一种能够直接测定燃料电池中的氢气浓度（60~100%）以及含有水蒸气的燃料电池废气中的氢气浓度（~10%）的传感器。
另外，在医疗领域，正在进行为心肺骤停患者输氢的临床试验。此外，有关氢气在医疗领域的新用途的研究也在进行中，例如将用于移植的器官保存在溶存有氢气注3）的保存液中、以及在透析液中添加氢气等。
在上述测定环境中，用现有的氢气传感器难以检测氢气以及测定氢气浓度，因此需要一种新的氢感测技术。
【研究成果和研究内容】
本研究小组开发出一种可在恶劣环境中测定氢气浓度的氢敏元件。
该传感器的特点是将只允许氢分子透过的透氢金属膜应用于浓淡电池注4）式传感器的电极。
图1示出了用于该传感器的浓淡电池的示意图。通过控制与测定对象接触的电极（样品极）和作为氢浓度基准的电极（标准极）的合金组成与膜厚，以及设计传感器元件的结构和构成，成功实现了高氢选择性和高响应性。
图1 浓淡电池式氢气传感器示意图
借助