世界初!混合ガスの各濃度を同時に高速測定可能な小型センシング技術

カーボンニュートラル社会の実現をめざす。世界では、①CO2を価値あるガス資源に変換する技術や、②商品やサービスの原材料調達~廃棄・リサイクルに至るライフサイクル全体で、温室効果ガスの排出量をCO2に換算して表示する技術の開発が進められている。が――

①は高効率化が重要で、②はガス濃度の正確な把握が難しく、ガスクロマトグラフィーは高速化・小型化が課題でありそれを解決するガスセンサーも、型によって、たとえば3種混合ガスでは熱伝導性を利用した濃度算出ができないといった課題を抱えているという。東芝は、CO2、H2、COなどを3種類以上含む混合ガスであっても実環境(工場等)でそれぞれのガス濃度を同時に高速で測定できる小型センシング技術を開発した。

世界初だという。当該技術は、ガス濃度測定に用いられてきたガスクロマトグラフィーと比較して、1/200以下のサイズで150倍以上高速にガス濃度を測定できる。電気回路と機械部品を微細加工技術で集積するMEMSを採用。独自開発したMEMS技術を用いて、感度の異なる超小型センサーを一基板上に一括形成――各センサーの検出値をアルゴリズム処理する仕組みにより、高速化・小型化と、複数ガスの同時濃度測定を実現した。

プロトタイプ機を用いて、実測定環境におけるCO2、H2、COを含む混合ガスのセンシングの有効性を実証した。これにより、混合ガス中の各ガス濃度をリアルタイムモニタリングすることが可能となる。「CO2資源化技術」における変換効率の向上に貢献する。CO2換算値として算出している温室効果ガスの排出量を各ガスごとに直接測定でき、信頼性の高い「カーボンフットプリント」(環境省ガイドラインPDF)のデータ取得へとつながるという。

新開発技術の詳細は、MEMS分野において最も権威のある国際会議のひとつ「TRANSDUCERS 2023」(京都)で28日に発表される。