東芝は従来の100分の1以下の消費電力で動作する水素センサーを開発した。水素を吸収すると体積が膨張する材料をセンサー膜として使い、膜の膨張で、可動電極と固定電極間の距離が変わる機構をMEMSで作った。電極間の距離によって変化する静電容量を計測して水素を検知する。従来の多くの水素センサーで使うヒーターを不要にした。
同社が水素センサーを開発した背景には、近い将来に水素の利用が進む期待がある。現在、燃料電池自動車や家庭用燃料電池など、水素をエネルギー源として活用する技術開発が進み、政府も水素を2次エネルギーの中核として推進している。同社は、可燃性ガスの水素を安全に利用するために、水素センサーの重要性が高まると見る。そこで同社は水素の漏洩を継続的かつ迅速に検知するため、高速応答性と低消費電力性を備えたセンサーを開発した。
図1 東芝が開発した水素センサー
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従来の水素センサーの主流は、接触燃焼方式、酸化物半導体式、熱伝導方式。いずれもセンシング時にヒーターによる加熱が必要で、消費電力は数十mW〜数Wと大きかった。特に、高速検知を実現する場合は、ヒーターで常に加熱するか、加熱する間隔を短くする必要があり、低消費電力化が難しかった。
