Untersuchungen zum Aufbau und zur Funktion von Stickoxidsensoren auf Festkörperelektrolytbasis

Stickoxide spielen in nahezu allen Bereichen des alltäglichen Lebens eine Rolle. Im menschlichen Körper, in der Technik, als auch in der Umwelt ist dieses Gas mit seinen Reaktionen von großer Bedeutung. Die Grundlagen¬forschung auf diesem Gebiet hat in den letzten Jahren sehr stark zugenommen, jedoch existieren kaum Messtechniken, um Stick¬oxide eindeutig und zuverlässig zu detektieren. Besonders für schwer zugängliche Bereiche sind die heutigen Standardmessverfahren ungeeignet und es sind sehr kleine, hochgenaue Mess¬geräte erforderlich.
Die Festkörper¬sensorik bietet für diese Anwendungs¬bereiche erhebliche Vorteile gegenüber konventionellen Mess¬verfahren. Auf dieser Grund¬lage wird die Entwicklung eines Stickoxid¬sensors nach dem Design der Festkörper¬sensoren des Instituts für Luft- und Raumfahrt¬technik der Technischen Universität Dresden begonnen. Die Katalysatoren Zink¬eisenoxid, Wolframoxid und Nitrat mit zusätzlichen Additiven werden als Elektroden¬werkstoff verarbeitet und auf ihre Aktivität gegenüber Stickstoff¬monoxid getestet. Des Weiteren wird ein neu entwickelter Nitratelektrolyt auf seine chemischen und thermo¬dynamischen Eigenschaften untersucht und als Ionen¬¬leiter eingesetzt. Bei diesem Elektrolyt ist eine Optimierung zwischen Betriebstemperatur und angelegter Spannung zur Gewähr¬leistung der Langzeit¬stabilität erforderlich.
Bei allen hergestellten und untersuchten Festkörper¬elektrolyt¬sensoren werden die Parameter Sensitivität, Selektivität und Stabilität gegenüber gestellt und miteinander verglichen. Der Sensoraufbau mit Nitrat¬ionen¬leiter zeigt dabei eine ausgezeichnete Empfindlichkeit auf Stickoxide mit sehr geringen Quer¬empfindlichkeiten für andere Gase.