DE102005062598A1

DE102005062598A1 - Gassensorelement und Verfahren zur Herstellung des Gassensorelements

Info

Publication number: DE102005062598A1
Application number: DE200510062598
Authority: DE
Inventors: Dieter Elbe; Jörg Jockel; Matthias Kruse
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2005-12-27
Filing date: 2005-12-27
Publication date: 2007-06-28

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Sensorelement zur Bestimmung einer Gaskonzentration eines Messgases, insbesondere von Abgasen eines Verbrennungsmotors, umfassend eine zum Messgas gerichtete Elektrode (3), wobei die Elektrode (3) auf einem Basiskörper (2) angeordnet ist und von einer Schutzschicht (4) gegen das Messgas umgeben ist, dadurch gekennzeichnet, dass auf der ersten Schutzschicht (4) eine zweite Schutzschicht (5) mit einer Vielzahl von einzelnen Faserelementen (6) angeordnet ist. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Sensorelements.

Description

Stand der Technik
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Gassensorelement, insbesondere eine Lambda-Sonde zur Messung eines Abgasgemisches.
Sensorelemente, insbesondere Lambda-Sonden, sind aus dem Stand der Technik in unterschiedlichen Ausgestaltungen bekannt. Insbesondere bei Lambda-Sonden treten jedoch Probleme dahingehend auf, dass sie anfällig gegenüber Verunreinigungen mit Silizium sind sowie eine hohe Anfälligkeit gegenüber großen Temperaturschwankungen aufweisen. Hierbei wurde vorgeschlagen, auf eine Elektrode der Lambda-Sonde zum Schutz vor Abrasion eine poröse Schutzschicht aufzubringen. Wenn im Abgas jedoch Silizium-haltige Komponenten vorhanden sind, kann es dazu kommen, dass die poröse Schutzschicht durch eine glasartige Schicht verstopft wird. Dadurch ergeben sich Nachteile beim Betrieb der Lambda-Sonde und unerwünschte Messungenauigkeiten. Ferner kann bei den bekannten Lambda-Sonden ein sogenannter Thermoschock auftreten, welcher beispielsweise durch das Auftreffen eines Wassertropfens auf die heiße Lambda-Sonde ausgelöst werden kann und zu einer Rissbildung in Bauelementen der Lambda-Sonde führen kann.

In der US 6 551 498 B2 wird vorgeschlagen, eine Lambda-Sonde mit einer topfförmigen Schutzschicht zu versehen, um den in den Abgasstrom hineinreichenden Bereich der Lambda-Sonde zu schützen. Die Schutzschicht ist aus einem porösen Maschenmaterial gebildet, wobei zur Bildung des Maschenmaterials lange Drähte aus Metall, insbesondere Stahl oder Stahl mit hohem Nickelanteil verwendet werden. Die Drähte werden gewoben oder geflochten und bilden somit eine als Geflecht ausgebildete topfförmige Schutzschicht.

Vorteile der Erfindung

Das erfindungsgemäße Sensorelement mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 weist demgegenüber den Vorteil auf, dass es unanfällig gegenüber Verunreinigungen mit Silizium ist sowie auch unanfällig gegenüber großen Temperaturschwankungen, welche zu einer Beschädigung des Sensorelements führen könnten. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, dass eine Elektrode des Sensorelements mit einer ersten Schutzschicht umgeben ist und auf der ersten Schutzschicht eine zweite Schutzschicht mit einer Vielzahl von einzelnen Faserelementen angeordnet ist. Durch die Verwendung der Vielzahl von Faserelementen ergibt sich eine große Oberfläche, welche Silizium-haltige Komponenten im Abgas abfangen können und beispielsweise als Silikate speichern können. Dadurch wird die Bildung einer glasartigen, die Poren der ersten Schutzschicht verstopfenden Schicht verhindert. Ferner kann durch die Vielzahl von einzelnen Faserelementen ein Thermoschock, welcher beispielsweise durch das Auftreffen eines Wassertropfens ausgelöst werden kann und zu einem Riss von Bauteilen des Sensorelements führen kann, verhindert werden. Die lockere Anordnung der Vielzahl von Faserelementen auf der ersten Schutzschicht kann derartige kalte Wassertropfen auffangen und zu kleinsten Tröpfchen zerteilen. Somit wird die relativ heiße erste Schutzschicht vor zu großen Temperatursprüngen aufgrund eines relativ großen, kalten Wassertropfens, bewahrt.

Die Unteransprüche zeigen bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung.

Die zweite Schutzschicht umfasst vorzugsweise einen Binder, um die Vielzahl von einzelnen Faserelementen auf der ersten Schutzschicht zu fixieren. Dadurch ist eine einfache und kostengünstige Herstellbarkeit der zweiten Schutzschicht möglich.

Die Vielzahl von einzelnen Faserelementen ist weiter bevorzugt möglichst vollständig mit dem Binder benetzt, um einzelne Faserelemente auch untereinander über den Binder zu verbinden. Somit können Faserelemente einerseits auf einer Grundschicht des Binders auf der ersten Schutzschicht fixiert werden und andererseits kann ein einzelnes Faserelement auch über den mit Binder benetzten äußeren Umfang lediglich an anderen Faserelementen fixiert sein.

Die Faserelemente sind vorzugsweise aus Aluminiumoxid, insbesondere aus Übergangstonerden, wie z.B. γ-Aluminiumoxid und aus Siliziumoxid oder aus Mischungen aus diesen hergestellt.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weisen die Faserelemente einen Durchmesser von ca. 3,0 μm bis 6,0 μm, besonders bevorzugt 3,50 μm bis 5,00 μm, auf.

Weiter bevorzugt weisen die Faserelemente eine Länge zwischen 50 μm und 1000 μm auf.

Weiter bevorzugt besteht der Binder aus anorganischen Vernetzern, wie z.B. Böhmit (AlO(OH)). Der Binder ist weiter bevorzugt ein Sol aus Böhmit. Es können arteigene Binder auf Aluminiumoxid-Basis eingesetzt werden, wie Böhmit und Aluminiuoxide aus dem Bereich der Übergangstonerden wie γ, η, δ. Sol-Gel-Ansätze über Al-Alkoholate sind ebenfalls denkbar. Als artfremde Substanzen können klassische Netzwerkbildner wie Borate und Silikate verwendet werden. Metalloxidpartikel mit nm-großen Dimensionen (insbesondere 3 bis 20 nm) << 100 nm können durch Co-Sinterungsprozesse ebenfalls als Binder fungieren. Dabei sind insbesondere ZrO₂, TiO₂, usw., interessant.

Die zweite Schutzschicht umfasst weiter bevorzugt ein katalytisch aktives Element. Hierdurch wird es möglich, die katalytische Aktivität der zweiten Schutzschicht weiter zu erhöhen.

Das katalytische aktive Element ist vorzugsweise ausgewählt aus der Gruppe der Edelmetalle oder der Alkalimetalle oder der Erdalkalimetalle. Besonders bevorzugt ist das katalytisch aktive Element ausgewählt aus den Edelmetallen Pt, Pd, Rh, oder den Alkali- bzw. Erdalkalimetallen Li, K, Rb, Cs, Mg, Ca, Sr, Ba. Die Edelmetalle werden vorzugsweise zur Reduzierung der H₂-Querempfindlichkeit verwendet. Die Alkali- bzw. Erdalkalimetalle werden vorzugsweise verwendet, um die Vergiftungsresistenz gegenüber Silizium-haltigen Komponenten im Abgas zu erhöhen.

Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung eines Sensorelements für die Bestimmung einer Gaskonzentration eines Gases werden folgende Schritte durchgeführt: Zuerst wird eine auf einem Basiskörper angeordnete Elektrode, die von einer ersten Schutzschicht umgeben ist, bereitgestellt. Anschließend wird eine Lösung aus einem Binder, insbesondere ein Sol aus Böhmit, und einer Vielzahl von einzelnen Faserelementen hergestellt. Danach wird die Lösung auf die erste Schutzschicht aufgebracht, um die zweite Schutzschicht auf der ersten Schutzschicht zu bilden. Dies kann beispielsweise durch Auftropfen der Lösung oder Eintauchen des Sensorelements in die Lösung durchgeführt werden. Anschließend wird die zweite Schutzschicht getrocknet.

Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst ferner noch den Schritt des Temperns des Sensorelements. Dadurch können Bauteilspannungen im Sensorelement reduziert werden.

Der Binder ist vorzugsweise ein Sol aus Böhmit und wird mittels Ultraschall vorbehandelt.

Weiter bevorzugt umfasst das Sol wenigstens ein katalytisch aktives Element und/oder auf die einzelnen Faserelemente wird vor ihrem Zugeben in die Lösung wenigstens ein katalytisch aktives Element aufgebracht. Dadurch können sich die Faserelemente mit dem katalytisch aktiven Element voll saugen und nach ihrer Trocknung werden die derart behandelten Faserelemente einfach der Lösung zugegeben. Die Faserelemente sind vorzugsweise aus Aluminiumoxid.

Zeichnung
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitende Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung ist:
1 eine schematische Schnittansicht eines Sensorelements gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung und
2 eine schematische Schnittansicht eines Sensorelements gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf 1 ein Sensorelement 1 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben.
Das Sensorelement 1 des ersten Ausführungsbeispiels ist eine Lambda-Sonde für Fahrzeuge zur Bestimmung eines Sauerstoffgehalts im Abgas eines Verbrennungsmotors. Das Sensorelement 1 ist in 1 dabei nur schematisch dargestellt. In 1 ist ein Basiskörper 2 gezeigt, welcher aus einer Keramik in Form einer Festelektrolytschicht ausgeführt ist. Auf dem Basiskörper 2 ist eine Elektrode 3 angeordnet, welche in diesem Ausführungsbeispiel eine äußere Pumpelektrode einer Pumpzelle ist. Die Elektrode 3 ist von einer ersten Schutzschicht 4 umgeben. Die erste Schutzschicht 4 ist dabei sowohl seitlich als auch über der Elektrode 3 angeordnet (vgl. 1).
Auf der ersten Schutzschicht 4 ist weiter eine zweite Schutzschicht 5, umfassend eine Vielzahl von kurzen Faserelementen 6 und einem Binder 7. Mittels des Binders 7 sind die Faserelemente 6 auf der ersten Schutzschicht 4 und untereinander fixiert. Die Faserelemente 6 sind aus Aluminiumoxid gebildet und weisen eine hohe Oberfläche von bis zu 200 m²/g auf. Die Länge eines einzelnen Faserelementes beträgt dabei bis zu 50...1000 μm. Die Faserelemente können dabei auch unterschiedlich lang sein. Ein Durchmesser eines Faserelements liegt zwischen 3,0 bis 5,5 μm. Wie aus 1 ersichtlich ist, sind die Faserelemente leicht bogenförmig gebildet. Dies erleichtert eine unregelmäßige Anordnung der Faserelemente auf dem Binder 7. Der Binder 7 wird durch ein Sol aus Böhmit gebildet.
Für das Aufbringen der zweiten Schutzschicht 5 auf die erste Schutzschicht 4 wird zuerst eine Lösung aus Böhmit und Fasern hergestellt. Hierzu wird Böhmit in wässriger, verdünnter Säure, z.B. neben Salpetersäure auch Essigsäure, Salzsäure, ..., gelöst und mit Ultraschall behandelt. Die Konzentration der Salpetersäure liegt in einem Bereich von 0,1% bis 2% bezogen auf die gesamte Lösung und liegt vorzugsweise unter 0,5%. Der Ultraschall wird über eine Sonotrode mit einer Leistung von vorzugsweise 220 Watt und einer Dauer von weniger als 5 Minuten eingebracht. Die Konzentration an Binder in der Lösung beträgt weniger als 10%, vorzugsweise weniger als 5%. Ferner kann der Lösung ein Rheologieadditiv zugesetzt werden. Dieses erhöht die Viskosität der Lösung und verhindert eine zu schnelle Sedimentation der Fasern.
Die Faserelemente 6 werden abgewogen und als Festkörper der Lösung zugesetzt. Die Konzentration an Fasern in der Lösung liegt dabei in einem Bereich von 0,5% bis 4%.
Die Beschichtung der ersten Schutzschicht 4 mit der zweiten Schutzschicht 5 kann dabei derart erfolgen, dass entweder ein Tropfen (ca. 25 bis 50 μl) dieser faserhaltigen Lösung auf die erste Schutzschicht des Sensorelements gegeben wird oder das Sensorelement in die Lösung eingetaucht wird. Anschließend wird das beschichtete Sensorelement in einem Trockenschrank bei ca. 80...150°C für ca. 1 Stunde getrocknet. Anschließend kann noch eine Temperung bei ca. 400...800°C, abhängig vom verwendeten Binder (hier: Böhmit) für 1 Stunde durchgeführt werden, um Spannungen im Sensorelement zu reduzieren. Durch diese Schritte wird der Binder 7 ausgehärtet. Der Binder 7 bewirkt dabei einerseits, dass die Faserelemente 6 auf der ersten Schutzschicht 4 anhaften und andererseits, dass die Faserelemente 6 selbst mit Binder benetzt sind, so dass die Faserelemente auch untereinander verklebt sind. Dadurch wird es möglich, dass die Faserelemente einen homogenen, dichten und fest haftenden Film ausbilden, welcher die gesamte Oberfläche der ersten Schutzschicht 4 bedeckt. Dabei ist eine Vielzahl von hohlen Zwischenräumen gebildet, so dass die Funktionalität des Sensorelements nicht beeinträchtigt ist. Das Abgas kann problemlos zur ersten Schutzschicht 4 gelangen, wobei auch der Binder 7 die Funktionalität des Sensorelements nicht beeinträchtigt.
Die derart durch die zweite Schutzschicht gebildete äußere Oberfläche des Sensorelements kann somit Silizium-haltige Komponenten abfangen, bevor sie auf die poröse erste Schutzschicht 4 treffen. Die Silizium-haltigen Komponenten werden beispielsweise als Silikate in den Faserelementen 6 gespeichert. Dadurch wird verhindert, dass die erste Schutzschicht 4 durch die Bildung einer glasartigen Schicht durch die Silizium-haltigen Komponenten verstopft wird.
Ferner weist das erfindungsgemäße Sensorelement 1 ein verbessertes Thermoschockverhalten auf, da die Faserelemente 6 verhindern, dass beispielsweise ein kalter Wassertropfen direkt auf die erste Schutzschicht 4 trifft und diese beschädigen kann. Die Vielzahl von Faserelementen verhindert dabei einen direkten Kontakt des Wassertropfens mit der ersten Schutzschicht 4.
Da die einzelnen Faserelemente bereits relativ weit voneinander entfernt sind, ergibt sich eine große Weite des durch die Faserelemente gebildeten unkoordinierten Fasergeflechts. Dadurch wird erreicht, dass das dynamische und auch das statische Verhalten des Sensorelements 1 nicht maßgeblich beeinträchtigt wird.
Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf 2 ein Sensorelement 1 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. Gleiche bzw. funktional gleiche Teile sind dabei mit den gleichen Bezugszeichen wie im ersten Ausführungsbeispiel bezeichnet.
Im Unterschied zum ersten Ausführungsbeispiel ist beim Sensorelement 1 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel die zweite Schutzschicht 5 durch einen Binder 7 und Faserelemente 6 gebildet, wobei die Faserelemente 6 zusätzlich eine katalytisch aktive Substanz 8 aufweisen. Diese katalytisch aktive Substanz 8 erhöht die katalytische Aktivität der zweiten Schutzschicht 5. Dadurch können sowohl die H₂-Querempfindlichkeit als auch die Resistenz gegenüber Silizium-haltigen Komponenten der zweiten Schutzschicht weiter verbessert werden.
Hierbei können eine oder unterschiedliche katalytisch aktive Substanzen auf die Faserelemente 6 aufgebracht werden. Ferner kann die Aufbringung der Faserelemente 6 auf die erste Schutzschicht 4 durch Zusatz bestimmter Additive zur Faserlösung weiter signifikant verbessert werden.
Als katalytisch aktive Substanz 8 kommen beispielsweise zur Reduzierung der H₂-Querempfindlichkeit insbesondere Edelmetalle, wie z.B. Pt, Pd und Rh, in Betracht. Um die Vergiftungsresistenz gegenüber Silizium-haltigen Komponenten im Abgas zu erhöhen, werden als katalytisch aktive Substanz auch Alkali- und Erdalkali-Metalle verwendet. Hierbei sei angemerkt, dass eine beliebige Kombination zwischen diesen Substanzen hinsichtlich Art und Menge möglich ist.
Die Aufbringung der katalytisch aktiven Substanzen 8 kann auf unterschiedliche Arten durchgeführt werden. Zum einen können die katalytisch aktiven Substanzen 8 auf die Faserelemente 6 durch Sprühen oder Tropfen aufgebracht werden. Dadurch saugen sich die Faserelemente 6 mit den katalytisch aktiven Substanzen 8 voll. Hierbei können die Faserelemente bis zum Sechsfachen Ihres Eigengewichts an katalytisch aktiven Substanzen aufnehmen. Die derart vollgesaugten Faserelemente 6 können anschließend getrocknet und calciniert werden. Die Trocknung erfolgt bei Temperaturen von 100°C bis 250°C an Luft, vorzugsweise bei 120°C bis 150°C. Die Calcinierung kann abhängig von der Art der aufgebrachten katalytisch aktiven Substanz unter reduzierenden oder oxidierenden Bedingungen durchgeführt werden. Dies findet bei Temperaturen zwischen 350°C bis 1000°C, vorzugsweise bei 650°C bis 800°C, statt. Die derart vorbehandelten mit katalytisch aktiven Substanzen 8 getränkten Faserelemente können anschließend, wie im ersten Ausführungsbeispiel beschrieben, in die Böhmit-Lösung eingebracht werden und auf dem Sensorelement aufgebracht werden.
Gemäß einem alternativen Herstellungsverfahren können die katalytisch aktiven Substanzen 8 auch in die Lösung eingebracht werden. Die katalytisch aktiven Substanzen 8 können dabei als Feststoff oder in gelöster Form der Lösung zugesetzt werden. Die Lösung kann dann wieder auf die erste Schutzschicht 4 aufgetropft werden oder das Sensorelement wird in diese Lösung eingetaucht. Die Trocknung und die Calcinierung der mit der Vielzahl von Faserelementen 6 beschichteten Sensorelemente findet dann wiederum anschließend statt. Da das als Binder 7 aufgebrachte Böhmit zur Fixierung der Faserelemente 6 ohnehin getrocknet und calciniert werden muss, ist dieses Verfahren besonders vorteilhaft, da fertigungstechnisch keine zusätzlichen Anlagen vorgesehen werden müssen und die Fertigungszeit dadurch nicht vergrößert wird. Allerdings kann bei diesem Verfahren nicht ganz sichergestellt werden, wie viel der katalytisch aktiven Substanzen von den Faserelementen 6 aufgenommen wurde oder nicht. Gegebenenfalls kann auch noch eine Nachbehandlung der auf dem Sensorelement 1 aufgebrachten Faserelemente erfolgen.
Die Lösung, welche den Binder und die Faserelemente 6 umfasst, besteht beispielsweise aus Böhmit und Faserelementen in verdünnter Säure, vorzugsweise Essigsäure oder HNO₃. Darüber hinaus können noch Zusatzstoffe, wie z.B. ZrO₂ oder La₂O₃, zugegeben werden, welche als Sinterbremse fungieren. Diese Zusatzstoffe verzögern die Umwandlung von γ-Aluminiumoxid in α-Aluminiumoxid bei der Calcinierung. Die Konzentration dieser Zusatzstoffe liegt dabei im Bereich von 1% bis 5%, vorzugsweise 1,2% bis 2,4% bezogen auf die Masse Böhmit in der Lösung.
Da ferner die Faserelemente 6 sehr schnell sedimentieren, ist es weiter vorteilhaft, der Lösung zusätzlich noch Antiabsetzmittel bzw. Rheologieadditive zuzugeben. Hierdurch wird die Viskosität der Lösung erhöht, so dass die Faserelemente 6 länger in der Lösung schweben. Dadurch wird gewährleistet, dass bei allen Sensorelementen stets die gleiche Menge an Faserelementen 6 aufgebracht wird. Dies gewährleistet eine hohe Reproduzierbarkeit der Herstellung der erfindungsgemäßen Sensorelemente. Eine Konzentration des Antiabsetzmittels liegt dabei zwischen 2% bis 20%, vorzugsweise bei 5% bis 10%. Da das Antiabsetzmittel zum großen Teil aus organischen Substanzen besteht, kann dieses durch den Trocknungs- bzw. Calcinierungsprozess verbrannt werden.
Die beschriebenen Ausführungsbeispiele werden vorzugsweise bei Abgas-Sensorelementen von Kraftfahrzeugen verwendet. Hierbei können die Sensorelemente sowohl Lambda-Sonden sein, welche beispielsweise als Sprungsonden (LSF) (Lambda-Sonde Festelektrolyt) oder universellen Lambda-Sonden (LSU) (Lambda-Sonde universal) verwendet werden. Ferner kann die vorliegende Erfindung auch bei allen Sensorelementen verwendet werden, welche sich im Abgas befinden und eine katalytisch aktive bzw. schockresistente Schutzschicht benötigen, wie z.B. NH₃-Sensoren, NO_x-Sensoren, Druckdifferenzsensoren usw..

Claims

Sensorelement zur Bestimmung einer Gaskonzentration eines Messgases, insbesondere von Abgasen eines Verbrennungsmotors, umfassend eine zum Messgas gerichtete Elektrode (3), wobei die Elektrode (3) auf einem Basiskörper (2) angeordnet ist und von einer Schutzschicht (4) gegen das Messgas umgeben ist, dadurch gekennzeichnet, dass auf der ersten Schutzschicht (4) eine zweite Schutzschicht (5) mit einer Vielzahl von einzelnen Faserelementen (6) angeordnet ist.
Sensorelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Schutzschicht (5) einen Binder (7) umfasst, um die Vielzahl von einzelnen Faserelementen (6) auf der ersten Schutzschicht (4) zu fixieren.
Sensorelement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Vielzahl von Faserelementen (6) mit dem Binder (7) benetzt ist, um einzelne Faserelemente (6) untereinander zu verbinden.
Sensorelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Faserelemente (6) aus Aluminiumoxid, insbesondere γ-Aluminiumoxid, hergestellt sind.
Sensorelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Faserelemente (6) einen Durchmesser von 3,5 μm bis 5,5 μm aufweisen.
Sensorelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Faserelemente (6) eine Länge zwischen 50 μm und 1000 μm aufweisen.
Sensorelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Binder eine Lösung ist, welche insbesondere Böhmit, insbesondere weniger als 10% Böhmit, umfasst.
Sensorelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Schutzschicht (5) wenigstens ein katalytisch aktives Element (8) umfasst.
Sensorelement nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das katalytisch aktive Element (8) ausgewählt ist aus der Gruppe der Edelmetalle und/oder der Alkalimetalle und/oder der Erdalkalimetalle.
Sensorelement nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das katalytisch aktive Element (8) ausgewählt ist aus den Edelmetallen Pt, Pd, Rh und/oder den Alkali- bzw. Erdalkalielementen Li, K, Rb, Cs, Mg, Ca, Sr, Ba oder beliebigen Kombinationen dieser Elemente.
Verfahren zur Herstellung eines Sensorelements zur Bestimmung einer Gaskonzentration eines Gases in einem Messgas, umfassend die Schritte: – Bereitstellen einer auf einem Basiskörper (2) angeordneten Elektrode (3), die von einer ersten Schutzschicht (4) umgeben ist. – Herstellen einer Lösung, welche einen Binder (7) und eine Vielzahl von einzelnen Faserelementen (6) umfasst, – Ausbringen der Lösung auf die erste Schutzschicht (4), um die zweite Schutzschicht (5) auf der ersten Schutzschicht (4) zu bilden, und – Trocknen der aufgebrachten Lösung zur Bereitstellung der zweiten Schutzschicht (5) auf der ersten Schutzschicht (4).
Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Sensorelement (1) nach dem Trocknen der Lösung getempert wird.
Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Lösung ein Sol aus Böhmit ist und insbesondere mittels Ultraschall vorbehandelt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Lösung wenigstens ein katalytisch aktives Element (8) beigefügt wird und/oder dass auf die Faserelemente (6) vor dem Zugeben in die Lösung wenigstens ein katalytisch aktives Element (8) aufgebracht wird, so dass sich die Faserelemente mit dem katalytisch aktiven Element (8) voll saugen und die derart behandelten Faserelemente der Lösung zugeführt werden.