Sensor amperométrico de óxido sólido para la detección de hidrógeno en aire
Autores: Kalyakin, Anatoly; Volkov, Alexander; Dunyushkina, Liliya
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Sensor amperométrico de óxido sólido para la detección de hidrógeno en aire
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Química
Palabras clave
Sensor
CZS
Concentración de hidrógeno
Conductividad
Humedad del aire
Sensibilidad
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 29
Citaciones: Sin citaciones
Se diseñó y probó un sensor amperométrico basado en óxido conductor de protones CaZrScO (CZS) para la medición de la concentración de hidrógeno en el aire. Se fabricaron cerámicas CZS densas mediante prensado uniaxial del polvo sintetizado por el método de estado sólido y sinterización a 1650 grados C durante 2 horas. Se demostró que la conductividad de CZS aumentaba con el aumento de la humedad del aire, lo que indica un tipo de conductividad protónica. El sensor estaba hecho de dos placas de CZS, una de las cuales tenía un cavidad perforada para formar una cámara interna, que luego se presionaron entre sí y se sellaron alrededor del perímetro para evitar fugas de gas. La cámara interna del sensor estaba conectada con la atmósfera exterior a través de un capilar cerámico de alúmina, que actuaba como una barrera de difusión. Se estudió el rendimiento del sensor en el rango de temperatura de 600-700 grados C en mezclas de aire con hidrógeno. Se encontró que la señal del sensor, o la corriente límite, aumentaba linealmente con la concentración de hidrógeno, lo que simplifica la calibración del sensor. El sensor demostró una alta sensibilidad de ~60 A por 1% de H a 700 grados C, una respuesta rápida, alta reproducibilidad, buena selectividad y estabilidad a largo plazo.
Descripción
Se diseñó y probó un sensor amperométrico basado en óxido conductor de protones CaZrScO (CZS) para la medición de la concentración de hidrógeno en el aire. Se fabricaron cerámicas CZS densas mediante prensado uniaxial del polvo sintetizado por el método de estado sólido y sinterización a 1650 grados C durante 2 horas. Se demostró que la conductividad de CZS aumentaba con el aumento de la humedad del aire, lo que indica un tipo de conductividad protónica. El sensor estaba hecho de dos placas de CZS, una de las cuales tenía un cavidad perforada para formar una cámara interna, que luego se presionaron entre sí y se sellaron alrededor del perímetro para evitar fugas de gas. La cámara interna del sensor estaba conectada con la atmósfera exterior a través de un capilar cerámico de alúmina, que actuaba como una barrera de difusión. Se estudió el rendimiento del sensor en el rango de temperatura de 600-700 grados C en mezclas de aire con hidrógeno. Se encontró que la señal del sensor, o la corriente límite, aumentaba linealmente con la concentración de hidrógeno, lo que simplifica la calibración del sensor. El sensor demostró una alta sensibilidad de ~60 A por 1% de H a 700 grados C, una respuesta rápida, alta reproducibilidad, buena selectividad y estabilidad a largo plazo.