受挥发性有机化合物影响减小的固体电解质型二氧化碳传感器制造技术

本发明专利技术公开一种受挥发性有机化合物(VOC)影响减小的固体电解质型二氧化碳传感器，其包括：固体电解质；参比电极，其形成在固体电解质的一侧；检测电极，其一侧接合并形成在固体电解质的另一侧；基板，其形成在参比电极的另一侧；以及氧化催化剂，其形成在检测电极的另一侧。

Solid electrolyte type carbon dioxide sensor reduced by volatile organic compounds

The present invention discloses a solid electrolyte type carbon dioxide sensor which is less affected by volatile organic compounds (VOC). The sensor comprises a solid electrolyte, a reference electrode formed on one side of the solid electrolyte, a detection electrode, one side of which is connected and combined to form on the other side of the solid electrolyte, and a substrate formed on the reference electrode. The other side, and the oxidation catalyst, are formed on the other side of the detection electrode.

【技术实现步骤摘要】
受挥发性有机化合物影响减小的固体电解质型二氧化碳传感器相关申请的交叉引用本申请要求2017年3月6日提交的韩国专利申请No.10-2017-0028176的优先权，该申请的全部内容结合于此，以用于通过该引用的所有目的。
本专利技术涉及一种固体电解质型CO2传感器，其受到挥发性有机化合物(VOC)的影响减小；更具体地，本专利技术涉及一种受VOC影响减小的固体电解质型CO2传感器，其中通过包括氧化催化剂而使得由VOC造成的影响减小，从而改进传感器的精确度。
技术介绍
汽车是一种对人类生活至关重要的交通工具，其使得生活更加丰富和方便。近来，汽车已变得更加高端，增加了各种选择，在其中，已经研究了用于构造汽车的安全驾驶系统的技术。由于加快了为安全驾驶创造舒适环境的努力，已经提出包括使用排放较少致癌物质的材料代替应用于车辆座椅组件的替代方案，在其中，对车内空气质量的兴趣日益增加，并且已非常关注二氧化碳(CO2)。二氧化碳以各种方式影响封闭空间中的人，作为对驾驶负面影响的一个因素，是减少驾驶员的大脑活动并导致困倦的原因。因此，除此之外，用于车辆安全驾驶的二氧化碳浓度的实时监测以及与车辆的空调系统相关的实时监测并抑制引起疲劳驾驶的环境的功能也引起了关注。因此，需要一种用于测量二氧化碳浓度的传感器，并且作为该传感器需求的解决方案，已经提出光学(非色散红外：NDIR)传感器，半导体型气体传感器，以及固体电解质系统中的家用或通用传感器。同时，作为在大气中化学非常稳定的气体，二氧化碳是一种难以测量其浓度的气体。光学传感器是最常用作检测二氧化碳的传感器，该系统是空气中的二氧化碳所吸收具有所发射的激光的特定波长的光，感测减少的光强度，由此测量二氧化碳的量的系统。该装置具有选择性、定量性和再现性优异的优点，但是具有测量需要密封空间，以及由于构成元件和过滤器的物理尺寸而体积大并且重量非常重的问题。特别地，由于驱动部件和测量装置非常昂贵，并且用于控制的处理部件的构造复杂，所以整个测量设备的价格非常高，因此该装置未被广泛利用，即使其用途非常多样化。作为用于测量二氧化碳浓度的另一种系统，使用半导体化合物(例如SnO2或TiO2)的半导体型气体传感器被采用，其利用以下测量气体浓度的原理：通过气体粒子吸附在半导体化合物的表面上时显示的电阻的变化来测量气体浓度。在此情况中，具有可以以薄膜型装置的形式制造传感器的优点，但是还存在如下缺点：因为难以区分待吸附的不同的气体粒子，所以气体选择性明显变差，并因此难以将半导体型气体传感器用作仅仅选择并测量二氧化碳的装置。在相关技术中的固体电解质型气体传感器具有的问题在于，由于包括在挥发性有机化合物(VOC)与检测电极之间的反应导致吸附在检测电极表面上的氧原子浓度下降的问题，传感器受到VOC的影响，并因此传感器的感测性能和精确度变差。此外，由于车辆产生的VOC等，应用于车辆的固体电解质型气体传感器具有无法测量待感测的气体的浓度的问题。因此，需要开发能够精确地测量待感测的气体的浓度而且不受VOC的影响的固体电解质CO2传感器。公开于该专利技术背景部分的信息仅仅旨在增加对本专利技术的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。
技术实现思路
本专利技术的各个方面旨在提供受挥发性有机化合物(VOC)影响减小的固体电解质型CO2传感器，其中通过因包含氧化催化剂而使得挥发性有机化合物对固体电解质型气体传感器的影响减小来改进传感器的感测性能。本专利技术想要解决的技术问题不限于以上提到的技术问题，本领域普通技术人员将从本专利技术的描述中明显地了解到尚未提及的其它技术问题。本专利技术的各个方面旨在提供受挥发性有机化合物(VOC)影响减小的固体电解质型CO2传感器，所述传感器包括：固体电解质；参比电极，其形成在固体电解质的一侧；检测电极，其一侧接合并形成在固体电解质的另一侧；基板，其形成在参比电极的另一侧；以及氧化催化剂，其形成在检测电极的另一侧。在本专利技术的示例性实施方案中，参比电极可以是Li(Na)-Ti(Fe)-O的混合物或Pt。在本专利技术的示例性实施方案中，检测电极可以是A2CO3以及A2CO3和BCO3的混合物中的任一种，A可以是Li或Na，B可以是Ba、Ca或Sr。在本专利技术的示例性实施方案中，固体电解质可以是Na1+XZr2SiXP3-XO12，并且0<X<3。在本专利技术的示例性实施方案中，固体电解质可以是Li2+2XZn1-XGeO4，并且0<X<1。在本专利技术的示例性实施方案中，基板可以是氧化铝或富铝红柱石。在本专利技术的示例性实施方案中，氧化催化剂可以是金属催化剂。在本专利技术的示例性实施方案中，金属催化剂可以包括Pt、Rh或Pd中的任一种或多种。在本专利技术的示例性实施方案中，氧化催化剂可以是其中金属负载在陶瓷粉末上的负载型催化剂。在本专利技术的示例性实施方案中，负载金属可以具有80至300m2/g的BET。在本专利技术的示例性实施方案中，所应用的陶瓷粉末的厚度可以是负载金属粒径的三倍或更多倍，并且可以是1000μm或更小。在本专利技术的示例性实施方案中，以负载型催化剂的重量计，负载金属的重量可以是0.5重量％或更大。在本专利技术的示例性实施方案中，负载型催化剂的陶瓷粉末可以是Al2O3、ZrO2、CeO2、TiO2、沸石或这些化合物的混合物中的任一种，并且金属可以是Pt、Rh、Pd或其混合物中的任一种。在本专利技术的示例性实施方案中，氧化催化剂可以是陶瓷催化剂。在本专利技术的示例性实施方案中，陶瓷催化剂可以包括Al2O3、CuCrO2、Cu2CrO4、ZrO2、CeO2、TiO2或沸石中的任一种或多种。在本专利技术的示例性实施方案中，氧化催化剂可以密封检测电极。在本专利技术的示例性实施方案中，可以通过使固体电解质结合至基板而接合和密封参比电极。根据本专利技术的固体电解质型CO2传感器，具有的效果在于提供受挥发性有机化合物(VOC)影响减小的固体电解质型二氧化碳传感器，其中通过减小挥发性有机化合物对固体电解质型气体传感器的影响来改进传感器的感测性能。本专利技术的方法和装置具有其它的特性和优点，这些特性和优点从并入本文中的附图和随后的具体实施方式中将是显而易见的，或者将在并入本文中的附图和随后的具体实施方式中进行更详细的陈述，这些附图和具体实施方式共同用于解释本专利技术的某些原理。附图说明图1是根据相关技术的固体电解质型二氧化碳传感器的构造图。图2是根据本专利技术的示例性实施方案的固体电解质型二氧化碳传感器的构造图。图3示出根据相关技术的固体电解质型二氧化碳传感器与挥发性有机化合物的反应的示意图。图4示出根据本专利技术的示例性实施方案的固体电解质型二氧化碳传感器与挥发性有机化合物的反应的示意图。图5是根据本专利技术的示例性实施方案的固体电解质型二氧化碳传感器的图片。图6是示出在本专利技术的示例性实施方案和相关技术的比较例中在挥发性有机化合物被封阻的状态下随着时间测量电压的状况的示意图。图7是示出在本专利技术的示例性实施方案和相关技术的比较例中在挥发性有机化合物被注入的状态下随着时间测量电压的状况的示意图。图8是示出电压随时间变化的图表，用以确定相关技术的比较例2中芳族化合物1的影响。图9是示出电压随时间变化本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种固体电解质型CO2传感器，其受挥发性有机化合物的影响减小，所述传感器包括：固体电解质；参比电极，其形成在所述固体电解质的第一侧；检测电极，其第一侧接合并形成在所述固体电解质的第二侧；基板，其形成在所述参比电极的第二侧；以及氧化催化剂，其形成在所述检测电极的第二侧。

【技术特征摘要】
2017.03.06 KR 10-2017-00281761.一种固体电解质型CO2传感器，其受挥发性有机化合物的影响减小，所述传感器包括：固体电解质；参比电极，其形成在所述固体电解质的第一侧；检测电极，其第一侧接合并形成在所述固体电解质的第二侧；基板，其形成在所述参比电极的第二侧；以及氧化催化剂，其形成在所述检测电极的第二侧。2.根据权利要求1所述的固体电解质型CO2传感器，其中，所述参比电极为Li(Na)-Ti(Fe)-O的混合物或Pt。3.根据权利要求1所述的固体电解质型CO2传感器，其中，所述检测电极为A2CO3以及A2CO3和BCO3的混合物中的任一种，A为Li或Na，B为Ba、Ca或Sr。4.根据权利要求1所述的固体电解质型CO2传感器，其中，所述固体电解质为Na1+XZr2SiXP3-XO12，并且0<X<3。5.根据权利要求1所述的固体电解质型CO2传感器，其中，所述固体电解质为Li2+2XZn1-XGeO4，并且0<X<1。6.根据权利要求1所述的固体电解质型CO2传感器，其中，所述基板为氧化铝或富铝红柱石。7.根据权利要求1所述的固体电解质型CO2传感器，其中，所述氧化催化剂为金属催化剂。8.根据权利要求7所述的固体电解质型CO2传感器，其中，...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴善美，孙玄洙，权宗珉，金良起，李台远，金智惠，
申请(专利权)人：现代自动车株式会社，起亚自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国,KR