Untersuchungen zum Aufbau und zur Funktion von Stickoxidsensoren auf Festkörperelektrolytbasis

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Stickoxide sind in vielen Lebensbereichen von Bedeutung, sei es im menschlichen Körper, in der Technik oder in der Umwelt. Trotz des Anstiegs der Grundlagenforschung in diesem Bereich fehlen zuverlässige Messtechniken zur eindeutigen Detektion von Stickoxiden, insbesondere in schwer zugänglichen Bereichen, wo herkömmliche Messverfahren unzureichend sind. Hier bieten Festkörpersensoren erhebliche Vorteile. Auf dieser Grundlage wird ein Stickoxidsensor entwickelt, inspiriert von den Festkörpersensoren des Instituts für Luft- und Raumfahrttechnik der Technischen Universität Dresden. Als Elektrodenmaterialien kommen Zinkeisenoxid, Wolframoxid und Nitrat mit Additiven zum Einsatz, die auf ihre Aktivität gegenüber Stickstoffmonoxid getestet werden. Zudem wird ein neu entwickelter Nitratelektrolyt hinsichtlich seiner chemischen und thermodynamischen Eigenschaften untersucht und als Ionenleiter verwendet. Eine Optimierung zwischen Betriebstemperatur und angelegter Spannung ist notwendig, um die Langzeitstabilität zu gewährleisten. Die hergestellten Festkörperelektrolytsensoren werden hinsichtlich Sensitivität, Selektivität und Stabilität verglichen. Der Sensor mit Nitrationenleiter zeigt eine ausgezeichnete Empfindlichkeit gegenüber Stickoxiden und geringe Querempfindlichkeiten für andere Gase.