JPH08193970A - Solid electrolyte sensor - Google Patents

Solid electrolyte sensor

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Publication number
JPH08193970A
JPH08193970A JP7018852A JP1885295A JPH08193970A JP H08193970 A JPH08193970 A JP H08193970A JP 7018852 A JP7018852 A JP 7018852A JP 1885295 A JP1885295 A JP 1885295A JP H08193970 A JPH08193970 A JP H08193970A
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JP
Japan
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solid electrolyte
electrode
sensor
current collector
detection electrode
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Application number
JP7018852A
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Japanese (ja)
Inventor
Hideyuki Kurosawa
秀行 黒澤
Seiji Hasei
政治 長谷井
Yukio Nakanouchi
幸男 中野内
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Riken Corp
Original Assignee
Riken Corp
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Publication date
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Abstract

PURPOSE: To stably and efficiently detect an objective gas for a long time without being affected by various kinds of coexisting gases by constituting a detection electrode of a sub-electrode material indicating chemical potential change due to the reaction with a gas to be inspected and a current corrector with the same material as a reference electrode. CONSTITUTION: A reference electrode 2 consisting of Pt and a detection electrode 3 consisting of LiCO3 are arranged on one surface of a solid electrolyte 1 formed of magnesia stabilized zirconia plate and a current corrector 4 consisting of the same Pt as that of the reference electrode 2 is arranged so that it contacts the detection electrode 3 and the electrolyte 1. As for both electrodes 2 and 3, the arrangement position is not especially restricted if they are in a structure to be exposed in a detection gas. With this configuration, the electromotive force change of a sensor for objective CO2 indicates an improved Nernst reaction proportional to the concentration of CO2 and the electromotive force does not change even if the concentration of coexisting NO2 changes, thus obtaining a solid electrolyte sensor with a high selectivity for the target CO2 .

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、NOx 、CO、CO2 、SOx
、H2S 、NH3 などのガスを検出するセンサに関し、さ
らに詳しくは固体電解質を用い、電極間に生じる起電力
によってガス濃度を検出するセンサに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION This invention is, NOx, CO, CO 2, SOx
, H 2 S, relates sensor for detecting a gas such as NH 3, more particularly using a solid electrolyte, a sensor for detecting a gas concentration by electromotive force generated between the electrodes.

【0002】[0002]

【従来の技術】各種産業や自動車などから排出されるNO
x 、SOx 、CO2 、フロンさらにはH2S、NH3 などの有毒
ガスが、地球温暖化や酸性雨、悪臭などの問題を引き起
こす環境汚染ガスとして問題になっている。このためこ
れらの環境汚染ガスの連続モニターや各種汚染ガス除去
装置のフィードバック制御などによる環境汚染ガスの低
減が必要とされている。しかし、従来の分析機器は大型
で高価であるため、その使用が制限される。そこで小型
で安価であり、精度よく信頼性の高い全固体型ガスセン
サの開発が望まれ、これまでに様々なガスセンサが作製
されその特性が報告されている。
2. Description of the Related Art NO emitted from various industries and automobiles
Toxic gases such as x, SOx, CO 2 , chlorofluorocarbons, H 2 S, and NH 3 have become problems as environmental pollutants that cause problems such as global warming, acid rain, and foul odors. For this reason, it is necessary to reduce environmental pollutant gases by continuous monitoring of these environmental pollutant gases and feedback control of various pollutant gas removing devices. However, conventional analytical instruments are large and expensive, which limits their use. Therefore, development of a small, inexpensive, all-solid-state gas sensor with high accuracy and high reliability has been desired, and various gas sensors have been manufactured and their characteristics have been reported so far.

【0003】これらのガスを検知対象とした固体電解質
センサでは、固体電解質を隔壁とし、硝酸塩、炭酸塩、
硫酸塩などの塩類あるいは酸化物と貴金属メッシュや貴
金属ペーストなどを集電体とした構造の検知極が適用さ
れている。たとえば固体電解質に酸素イオン導電体であ
る安定化ジルコニアを用い、三酸化タングステンと白金
ペーストおよび白金メッシュによる集電体とにより検知
極が構成されたセンサがH2S に感度を有することが報告
されている(Chemistry Letters(1994)p1753)。
In a solid electrolyte sensor for detecting these gases, the solid electrolyte is used as a partition, and nitrate, carbonate,
A detection electrode having a structure in which a collector such as a salt or oxide such as a sulfate and a noble metal mesh or a noble metal paste is used as a current collector is applied. For example, it has been reported that a sensor using a stabilized zirconia, which is an oxygen ion conductor, as a solid electrolyte, and a detection electrode composed of tungsten trioxide and a current collector made of platinum paste and platinum mesh has sensitivity to H 2 S. (Chemistry Letters (1994) p1753).

【0004】しかし、このセンサにおいては、集電体で
ある白金が固体電解質に接していることからH2S だけで
なく、酸素極としても機能し、センサの出力は酸素分圧
依存性を示すことが予測される。
However, in this sensor, since platinum as a current collector is in contact with the solid electrolyte, it functions not only as H 2 S but also as an oxygen electrode, and the output of the sensor shows oxygen partial pressure dependency. It is expected that.

【0005】一方、NOx センサでは、検知極に単成分硝
酸塩や他の塩と混合した硝酸塩が用いられ、その集電体
として固体電解質に接しないように検知極上に金メッシ
ュを配置したセンサが報告されている(Chemistry Lett
ers(1994)p1733)。
On the other hand, in the NOx sensor, a single component nitrate or a nitrate mixed with another salt is used for a detection electrode, and a sensor in which a gold mesh is arranged on the detection electrode so as not to be in contact with a solid electrolyte as a current collector has been reported. (Chemistry Lett
ers (1994) p1733).

【0006】また、CO2 センサやSOx センサなどにおい
ても検知極に炭酸塩や硫酸塩を用い、金メッシュや白金
メッシュによる集電体を固体電解質に接しないように検
知極上に配置したセンサが報告されている(Tech. Dige
st of the 5th IMCS. Rome.(1994)p336 ,Chemistry
Letters(1992)p635)。
Furthermore, CO 2 also used carbonates and sulfates in the sensing electrode in sensors and SOx sensor, gold mesh or platinum mesh sensors a current collector placed on the detection superb so as not to be in contact with the solid electrolyte according to the report (Tech. Dige
st of the 5th IMCS. Rome. (1994) p336, Chemistry
Letters (1992) p635).

【0007】これらのセンサでは、集電体が固体電解質
に接していないことから、集電体が酸素極として機能す
る事はない。しかし、各種ガスの検知極上での反応には
酸素が関与するため、いずれのセンサもその出力に酸素
分圧依存性を示すことは明らかである。
In these sensors, since the current collector is not in contact with the solid electrolyte, the current collector does not function as an oxygen electrode. However, since oxygen is involved in the reaction of various gases on the detection electrode, it is clear that any of the sensors has an oxygen partial pressure dependence on its output.

【0008】このため検知極だけでなく参照極も被検ガ
ス中に曝す平面型構造のセンサが提案されている。たと
えば検知極に硝酸塩を用い、検知極上に金メッシュによ
る集電体を配置し、参照極に白金を用いた平面型のNOx
センサでは、センサの酸素分圧依存性が隔壁構造の場合
に比べて低減できることが報告されている(Digest of
the 18th Chemical Sensor Symposium, (1993)p73)
Therefore, there has been proposed a sensor having a flat structure in which not only the detection electrode but also the reference electrode is exposed to the test gas. For example, a flat NOx using nitrate for the sensing electrode, a gold mesh current collector on the sensing electrode, and platinum for the reference electrode
It has been reported that the sensor can reduce the oxygen partial pressure dependence of the sensor as compared to the case of a partition structure (Digest of
the 18th Chemical Sensor Symposium, (1993) p73)
.

【0009】また、検知極に炭酸塩を用い、検知極上に
金メッシュによる集電体を配置し、参照極に白金を用い
た平面型のCO2 センサでは、センサ出力に酸素分圧依存
性がないことが報告されている(Proceedings of Chemi
cal Sensor Symposium, (1994)p65) 。
Further, in a flat CO 2 sensor using a carbonate for the sensing electrode, a current collector made of a gold mesh on the sensing electrode, and platinum for the reference electrode, the sensor output has a dependency on oxygen partial pressure. Not reported (Proceedings of Chemi
cal Sensor Symposium, (1994) p65).

【0010】このように従来の平面型構造の固体電解質
センサでは酸素分圧依存性を示さないかあるいは低減す
ることは可能であるが、集電体として金が適用されてい
るために、経時変化などによって集電体が直接固体電解
質に接するとCO、NO、NO2 、SOx 、HC(炭化水素)、H2
S などの様々なガスに対して感度を示し、各種ガスが共
存した場合には、目的とする被検ガス濃度を正確に検出
できなくなるという問題が生じることを本発明者らは見
出した。さらにこれらのセンサはある温度に加熱された
状態で使用されることから、加熱冷却過程において固体
電解質と検知極材料との熱膨張係数の違いに起因する熱
応力によって電極が剥離し、被検ガスを検出できないと
いう問題があった。
As described above, although the conventional solid electrolyte sensor having a flat structure does not exhibit or can reduce the oxygen partial pressure dependency, the change over time is not achieved because gold is used as a current collector. When the current collector is in direct contact with the solid electrolyte or the like CO, NO, NO 2, SOx , HC ( hydrocarbon), H 2
The present inventors have found that they exhibit sensitivity to various gases such as S, and when the various gases coexist, a problem arises in that the target gas concentration to be detected cannot be accurately detected. Furthermore, since these sensors are used in a state where they are heated to a certain temperature, the electrodes are separated due to the thermal stress caused by the difference in the thermal expansion coefficient between the solid electrolyte and the sensing electrode material during the heating and cooling process, and the gas to be detected There was a problem that could not be detected.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来のセン
サの有する上記のような欠点を除き、共存する各種ガス
の影響をうけず、目的とするガスを効率よく検出できる
センサを提供することを課題としている。
An object of the present invention is to provide a sensor capable of efficiently detecting a target gas without being affected by various coexisting gases, except for the above-mentioned drawbacks of the conventional sensor. Is an issue.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】前述した課題を解決する
ために本発明の固体電解質センサは、固体電解質に集電
体と副電極材からなる検知極と参照極の一対の電極が設
けられ、いずれの電極も被検ガス雰囲気中に曝される構
造のセンサであって、検知極が、被検ガスとの反応によ
り化学ポテンシャル変化を示す副電極材及び参照極と同
じ材質の集電体とによって構成される。
In order to solve the above-mentioned problems, a solid electrolyte sensor according to the present invention comprises a solid electrolyte provided with a pair of a detection electrode and a reference electrode comprising a current collector and an auxiliary electrode material, Each of the electrodes is a sensor having a structure exposed to the atmosphere of the test gas, and the detection electrode is formed of a sub-electrode material showing a chemical potential change due to a reaction with the test gas and a current collector of the same material as the reference electrode. Composed of

【0013】より具体的な本発明の固体電解質センサ
は、検知極に設けられる集電体を参照極と同じ材質とす
ることにより、集電体が固体電解質に接触しても接触部
が電極として機能することによって生じる化学ポテンシ
ャルの変化は、参照極と同じ化学ポテンシャルの変化で
あり、集電体と参照極間に化学ポテンシャル差は生じ
ず、検知極と参照極との化学ポテンシャル差に影響する
ことがない。つまり、集電体は参照極と同材質であれば
固体電解質に接するように配置してもよい。
In a more specific solid electrolyte sensor according to the present invention, the current collector provided on the detection electrode is made of the same material as the reference electrode, so that even if the current collector comes into contact with the solid electrolyte, the contact portion serves as an electrode. The change in the chemical potential caused by functioning is the same change in the chemical potential as the reference electrode, and there is no chemical potential difference between the current collector and the reference electrode, which affects the chemical potential difference between the detection electrode and the reference electrode. Nothing. That is, the current collector may be disposed so as to be in contact with the solid electrolyte as long as the current collector is made of the same material as the reference electrode.

【0014】たとえばAuのように酸素イオン導電性の固
体電解質に接することによって様々なガスに化学ポテン
シャル変化を示す材料であっても参照極と集電体の両方
に適用することによって様々なガスに対する化学ポテン
シャルの変化は参照極と集電体との間では生じない。生
じるのは、検知極に使用している副電極材と参照極との
化学ポテンシャル差に起因する起電力変化のみである。
この化学ポテンシャル差を測定対象とする被検ガスのみ
において生じるように設定することによって被検ガス以
外の他ガスの影響のない固体電解質センサが構成され
る。
For example, even if a material which exhibits a chemical potential change in various gases by being in contact with an oxygen ion-conductive solid electrolyte such as Au is applied to both the reference electrode and the current collector, it can be applied to various gases. No change in chemical potential occurs between the reference electrode and the current collector. What occurs is only an electromotive force change caused by a chemical potential difference between the sub electrode material used for the detection electrode and the reference electrode.
By setting this chemical potential difference to occur only in the test gas to be measured, a solid electrolyte sensor free from the influence of gases other than the test gas is configured.

【0015】また、本発明の固体電解質センサは、集電
体が固体電解質に接触してもなんら特性に影響を及ぼさ
ないことから、少なくとも集電体を多孔体として、検知
極の固体電解質に接していない部分のすべてを覆い固体
電解質に接した構成とすることができる。
Further, the solid electrolyte sensor of the present invention has no effect on the characteristics even if the current collector contacts the solid electrolyte. Therefore, at least the current collector is formed as a porous body and is in contact with the solid electrolyte of the detection electrode. It is possible to adopt a configuration in which all the uncovered portions are covered and in contact with the solid electrolyte.

【0016】このような構成とすることによってセンサ
の加熱冷却時に熱膨張係数の違いに起因する熱応力が発
生しても検知極は集電体によって覆われていることか
ら、電極材料の剥離が押さえられる。さらに集電体を被
検ガスの電極材上への拡散抵抗とならない程度の多孔体
とすることによって集電体がフィルターとして機能し、
燃焼排気ガスなどに含まれる未燃焼カーボンやその他電
極材に対して悪影響を及ぼす被毒粒子から検知極を保護
することができる。
With such a configuration, even if thermal stress is generated due to a difference in thermal expansion coefficient during heating and cooling of the sensor, the detection electrode is covered with the current collector, so that the electrode material does not peel off. It is suppressed. Furthermore, the current collector functions as a filter by making the current collector a porous body that does not cause diffusion resistance of the test gas onto the electrode material,
The detection electrode can be protected from unburned carbon contained in the combustion exhaust gas and other poisoning particles that have a bad influence on the electrode material.

【0017】さらには検知極を集電体と副電極材の混合
物により構成すれば、検知極は固体電解質との接触部の
みならず、集電体との接触部においても固体電解質上に
保持され、密着性がより向上する。
Furthermore, if the detection electrode is made of a mixture of the current collector and the sub-electrode material, the detection electrode is held on the solid electrolyte not only at the contact portion with the solid electrolyte but also at the contact portion with the current collector. , And the adhesion is further improved.

【0018】本発明の固体電解質センサは、固体電解質
がジルコニア(ZrO2-M2O3 またはZrO2-MO 、MはYb、G
d、Nb、Ca、Y、Mg、Hf) や酸化ビスマス (Bi2O3-M2O3
またはMOかM2O5、MはY、Gd、Nb、W、Sr、Ba) 、酸化
セリウム(CeO2-M2O3 またはMO2 、MはY、Sm) などの
酸素イオン導電体である場合に非常に有効である。
In the solid electrolyte sensor of the present invention, the solid electrolyte is zirconia (ZrO 2 -M 2 O 3 or ZrO 2 -MO, M is Yb, G
d, Nb, Ca, Y, Mg, Hf) and bismuth oxide (Bi 2 O 3 -M 2 O 3
Or MO or M 2 O 5 , M is an oxygen ion conductor such as Y, Gd, Nb, W, Sr, Ba), cerium oxide (CeO 2 -M 2 O 3 or MO 2 , M is Y, Sm) Very effective in some cases.

【0019】集電体として適用される材質には電子導電
性が必要とされ、さらに耐熱性や耐酸化性なども要求さ
れる。このため、Pt、Au、Ag、Pd、Ru、Rhなどの貴金属
やその合金あるいはABO3(A:LaあるいはLaの一部をSr
で置換したもの、B:Co、Fe、Ni、Mn) などの導電性セ
ラミックスが適用される。
The material used as the current collector is required to have electronic conductivity, and is also required to have heat resistance and oxidation resistance. For this reason, noble metals such as Pt, Au, Ag, Pd, Ru, and Rh or alloys thereof, or ABO 3 (A: La or a part of La is converted to Sr
, B: Co, Fe, Ni, Mn).

【0020】これらの集電体は、酸素イオン導電体に対
して酸素電極として機能し、酸素以外のガスに対しても
Auのように化学ポテンシャルの変化を有し、その変化も
集電体の材質が異なることによって違ってくることが十
分に予測できる。このような場合でも集電体と参照極を
同材質とし、検知極と参照極との化学ポテンシャル差が
被検ガスのみに対して生じるように設定することによっ
て集電体に起因する被検ガス以外の他ガスの影響のない
センサが構成される。
These current collectors function as oxygen electrodes for oxygen ion conductors, and also for gases other than oxygen.
Like Au, it has a change in chemical potential, and it can be sufficiently predicted that the change will differ depending on the material of the current collector. Even in such a case, the current collector and the reference electrode are made of the same material, and the chemical potential difference between the detection electrode and the reference electrode is set so as to be generated only for the test gas. A sensor that is not affected by other gases than the above is configured.

【0021】[0021]

【作用】本発明による固体電解質センサは、検知極の集
電体に参照極と同じ材質を適用することによって、参照
極と検知極との化学ポテンシャル差のみによる出力特性
を検出することができる。さらに電極材を多孔体の集電
体で覆うことや集電体と混合することにより電極材の密
着性が改善され、また測定雰囲気中のカーボンやその他
の被毒粒子による劣化も防止される。
The solid electrolyte sensor according to the present invention can detect an output characteristic based only on the chemical potential difference between the reference electrode and the detection electrode by applying the same material as the reference electrode to the current collector of the detection electrode. Further, by covering the electrode material with a porous current collector or by mixing the same with the current collector, the adhesion of the electrode material is improved, and deterioration due to carbon or other poisoning particles in the measurement atmosphere is also prevented.

【0022】以下に実施例を示して本発明を具体的に説
明する。 (実施例1)図1は、本発明の第1の実施例による固体
電解質CO2 センサの断面図である。本実施例による固体
電解質1は、マグネシア安定化ジルコニア板により形成
されている。マグネシア安定化ジルコニア板の片面に
は、Ptからなる参照極2とLiCO3 からなる検知極3が配
置されている。Ptからなる集電体4は、検知極と接する
とともに固体電解質1と接するように配置されている。
なお本実施例では参照極および検知極が板状の固体電解
質の片面に形成されているが、両電極が被検ガス中に曝
される構造であれば各電極の配置位置には特に制約はな
い。
Hereinafter, the present invention will be described specifically with reference to examples. Embodiment 1 FIG. 1 is a sectional view of a solid electrolyte CO 2 sensor according to a first embodiment of the present invention. The solid electrolyte 1 according to the present embodiment is formed of a magnesia-stabilized zirconia plate. One surface of the magnesia stabilized zirconia plate, the sensing electrode 3 comprising a reference electrode 2 and LiCO 3 made of Pt are arranged. The current collector 4 made of Pt is arranged so as to be in contact with the detection electrode and also in contact with the solid electrolyte 1.
In this embodiment, the reference electrode and the detection electrode are formed on one surface of the plate-shaped solid electrolyte. However, as long as both electrodes are exposed to the test gas, there are no particular restrictions on the positions of the electrodes. Absent.

【0023】本実施例の比較例として、図1と同じ電極
構成で集電体4のみがAuで構成されたセンサを作製して
本実施例によるセンサとCO2 検出特性の比較をセンサ温
度500℃、21%酸素雰囲気下で行った。その結果、
CO2 に対するセンサの起電力変化は、いずれのセンサに
おいてもCO2 濃度の対数に比例する良好なネルンスト応
答を示した。
As a comparative example of the present embodiment, a sensor having the same electrode configuration as in FIG. 1 and only the current collector 4 made of Au was manufactured, and a comparison between the sensor according to the present embodiment and the CO 2 detection characteristic was made at a sensor temperature of 500. C., under a 21% oxygen atmosphere. as a result,
The change in the electromotive force of the sensor with respect to CO 2 showed a good Nernst response proportional to the logarithm of the CO 2 concentration in each of the sensors.

【0024】図2には、100ppm CO2 共存下における
センサ起電力のNO2 濃度依存性を示す。本実施例による
センサは、NO2 濃度が変化しても起電力は変化しない
が、比較例(従来センサの実験結果)によるセンサの起
電力はNO2 濃度の増加にともなって起電力が増加した。
このように本実施例によるセンサ構成とすることによっ
てCO2 に対して高い選択性を有する固体電解質センサを
得ることができた。
FIG. 2 shows the NO 2 concentration dependency of the sensor electromotive force in the presence of 100 ppm CO 2 . In the sensor according to the present embodiment, the electromotive force does not change even when the NO 2 concentration changes, but the electromotive force of the sensor according to the comparative example (experimental result of the conventional sensor) increases with the increase in the NO 2 concentration. .
As described above, by adopting the sensor configuration according to the present embodiment, a solid electrolyte sensor having high selectivity for CO 2 could be obtained.

【0025】(実施例2)図3は、本発明による他の一
実施例による固体電解質NOx センサの断面図である。本
実施例では、イットリア安定化ジルコニアからなる固体
電解質板5にPtからなる参照極6と窒化クロムからなる
検知極7と検知極7を覆い固体電解質に接触するように
配置されたPtの多孔体からなる集電体8で構成されてい
る。本実施例の比較例として実施例1の図1に示したセ
ンサと同様な構造で、検知極を窒化クロムとしたセンサ
を作製し、本実施例のセンサとともに室温から500℃
までの加熱冷却を繰り返す温度サイクル試験を行い、検
知極が剥離するまでのサイクル数を測定した。本実施例
によるセンサは、500サイクルまで検知極の剥離は観
察されず、センサのNOx に対する起電力変化も試験前と
変化なかったが、比較例によるセンサでは、55サイク
ルで剥離が観察され、センサとして機能しなくなった。
(Embodiment 2) FIG. 3 is a sectional view of a solid electrolyte NOx sensor according to another embodiment of the present invention. In this embodiment, a solid electrolyte plate 5 made of yttria-stabilized zirconia, a reference electrode 6 made of Pt, a detection electrode 7 made of chromium nitride, and a porous body of Pt arranged so as to cover the detection electrode 7 and contact the solid electrolyte And a current collector 8 comprising: As a comparative example of this embodiment, a sensor having a structure similar to that of the sensor shown in FIG. 1 of Embodiment 1 and having a detection electrode of chromium nitride was manufactured.
A temperature cycle test in which heating and cooling were repeated until the detection electrode was performed was performed, and the number of cycles until the detection electrode was peeled was measured. In the sensor according to the present embodiment, the separation of the detection electrode was not observed until 500 cycles, and the electromotive force change with respect to NOx did not change from that before the test. However, in the sensor according to the comparative example, the separation was observed in 55 cycles, Ceased to function.

【0026】(実施例3)図4は、本発明による他の一
実施例による固体電解質NOx センサの断面図である。本
実施例では、イットリア安定化ジルコニアからなる固体
電解質板9にPtからなる参照極10と窒化クロムからな
る検知極11とPtからなる集電体12が混合した状態で
構成されている。窒化クロムに対するPtの混合比を重量
%で5wt%、10wt%、30wt%、50wt%としたセン
サを作製して実施例2と同様な温度サイクル試験を行
い、電極が剥離するまでのサイクル数を測定した。Ptの
添加量が5wt%のセンサは、102サイクルで電極が剥
離したが、それ以上の添加量によるセンサでは、500
サイクルまで検知極の剥離は観察されず、センサのNOx
に対する起電力変化も試験前と変化なかった。
(Embodiment 3) FIG. 4 is a sectional view of a solid electrolyte NOx sensor according to another embodiment of the present invention. In the present embodiment, a solid electrolyte plate 9 made of yttria-stabilized zirconia is mixed with a reference electrode 10 made of Pt, a detection electrode 11 made of chromium nitride, and a current collector 12 made of Pt. Sensors in which the mixing ratio of Pt to chromium nitride was 5% by weight, 10% by weight, 30% by weight, and 50% by weight were manufactured, and the same temperature cycle test as in Example 2 was performed. It was measured. In the sensor with the added amount of Pt of 5 wt%, the electrode was peeled off in 102 cycles.
No separation of the sensing electrode was observed until the cycle, and NOx
The change in electromotive force was not different from that before the test.

【0027】[0027]

【発明の効果】以上説明したように本発明による固体電
解質センサでは、検出ガスの選択性に優れ、さらに長期
安定性に優れたセンサを提供することができる。
As described above, the solid electrolyte sensor according to the present invention can provide a sensor excellent in selectivity of detection gas and excellent in long-term stability.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施例によるセンサの断面図であ
る。
FIG. 1 is a cross-sectional view of a sensor according to one embodiment of the present invention.

【図2】本発明の一実施例および比較例によるセンサの
起電力変化のNO2 濃度依存性を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing the NO 2 concentration dependency of a change in electromotive force of a sensor according to an example of the present invention and a comparative example.

【図3】本発明の他の一実施例によるセンサの断面図で
ある。
FIG. 3 is a cross-sectional view of a sensor according to another embodiment of the present invention.

【図4】本発明の他の一実施例によるセンサの断面図で
ある。
FIG. 4 is a sectional view of a sensor according to another embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1、5、9 固体電解質 2、6、10 参照極 3、7、11 検知極 4、8、12 集電体 1, 5, 9 Solid electrolyte 2, 6, 10 Reference electrode 3, 7, 11 Detection electrode 4, 8, 12 Current collector

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 固体電解質に集電体と副電極材とからな
る検知極と、参照極の一対の電極が設けられ、いずれの
電極も被検ガス雰囲気中に曝される構造のセンサにおい
て、検知極に配置される集電体が参照極と同じ材質で構
成されていることを特長とする固体電解質センサ。
1. A sensor having a structure in which a detection electrode composed of a current collector and an auxiliary electrode material and a pair of reference electrodes are provided on a solid electrolyte, and both electrodes are exposed to a test gas atmosphere. A solid electrolyte sensor, wherein a current collector disposed on the detection electrode is made of the same material as the reference electrode.
【請求項2】 少なくとも検知極上に配置される集電体
が多孔体であり、検知極の固体電解質に接していない部
分を覆ってなおかつ固体電解質に接することを特長とす
る請求項1記載の固体電解質センサ。
2. The solid according to claim 1, wherein at least the current collector disposed on the sensing electrode is a porous body, and covers a portion of the sensing electrode not in contact with the solid electrolyte and is in contact with the solid electrolyte. Electrolyte sensor.
【請求項3】 検知極が集電体材と電極材の混合物によ
り構成され、検知極と集電体が固体電解質に接すること
を特長とする請求項1記載の固体電解質センサ。
3. The solid electrolyte sensor according to claim 1, wherein the detection electrode is made of a mixture of a current collector material and an electrode material, and the detection electrode and the current collector are in contact with the solid electrolyte.
【請求項4】 固体電解質が酸素イオン導電体であるこ
とを特長とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の
固体電解質センサ。
4. The solid electrolyte sensor according to claim 1, wherein the solid electrolyte is an oxygen ion conductor.
【請求項5】 集電体が貴金属材料であることを特長と
する請求項1乃至4のいずれか1項に記載の固体電解質
センサ。
5. The solid electrolyte sensor according to claim 1, wherein the current collector is a noble metal material.
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