KR100891561B1 - 수소 및 산소분압 측정을 위한 가스센서 및 제조방법 - Google Patents

수소 및 산소분압 측정을 위한 가스센서 및 제조방법 Download PDF

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송선주
김재국
이종숙
문종하
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전남대학교산학협력단
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Abstract

본 발명은 포집된 공기를 기준전극으로 활용하는 새로운 형태의 가스센서 및 제조 방법에 관한 것으로서, 이온 전도성 고체 전해질 내부에 기준전극으로 활용할 공기 및 수소를 포집할 수 있는 공간을 형성하고, 상기 고체 전해질 외부의 일면과 상기 내부 공간 일면에 각각 백금 전극을 형성하고, 상기 전극에 리드 와이어를 연결하여 이를 측정하고자 하는 환경에 설치함으로써 산소분압 내지 수소분압 등을 측정할 수 있는 가스센서 및 상기 가스센서의 제조 방법에 관한 것이다.
산소센서, 수소센서, 농도차 전지형, YSZ(Yttria Stabilized Zriconia), Tape casting

Description

수소 및 산소분압 측정을 위한 가스센서 및 제조방법{Methode for fabricating novel design gas sensors for hydrogen and oxygen}
본 발명은 수소 및 산소분압 측정을 위한 가스센서 및 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 공기 및 수소를 포집할 수 있는 공간을 고체 전해질 내부에 형성하고, 내부 공간에 포집된 공기 및 수소를 기준전극으로 활용함으로써, 전기극으로 에어(air)를 흘려주어야 하는 기존 가스센서의 단점을 해결하고, 제조 단가를 낮추기 위한 새로운 형태의 가스센서 및 제조 방법에 관한 것이다.
가스센서는 산업계뿐만 아니라 생활주변에서 폭 넓게 사용되어 지고 있고, 지르코니아계 산화물을 이용한 농도 차 전지형 전기화학 센서가 주종을 이루고 있다. 종래의 농도 차 전지형 가스센서는 특성상 기준 전극으로 에어(air)극을 사용하기 위해서 튜브형태나 U자 관 형태, 금속/금속 산화물을 부착하여 활용하고 있어서, 그 구성이 복잡하고, 제조 단가 또한 고 비용을 요구하고 있었다. 또한 상기와 같이 기준 전극으로 에어(air)극을 사용하기 위해서는 YSZ(Yttria Stabilized Zriconia)의 한 쪽 면이 반드시 공기에 노출되어 있어야 하므로 제철, 제강분야의 금속 용탕내부, 소각로 내부 등 공기에 노출될 수 없는 환경에 있어서는 사용이 극히 제한되는 문제점 등이 있었다.
따라서 본 발명은 상기 기존의 가스센서가 갖는 문제점을 해결하기 위한 것으로 다양한 외부 환경에 사용 가능하고, 활용도에 따라 상기 가스센서의 형태 및 크기를 자유롭게 제작할 수 있고 제조방법이 간단하여 저렴한 비용으로 정밀도가 우수한 가스센서 및 제조방법에 그 목적이 있다.
상기 기술적 과제들을 이루기 위하여 본 발명은 기준전극으로 사용되는 공기가 포집되어 있는 밀폐된 내부공간이 형성된 고체 전해질; 상기 고체 전해질 외부의 일면에 형성된 제1전극; 상기 고체 전해질의 밀폐된 내부공간의 일면에 형성된 제2전극; 및 상기 제1전극 및 상기 제2전극과 각각 연결되어 상기 고체 전해질 외부로 노출된 리드 와이어;를 포함하는 것을 특징으로 하는 가스 센서를 제공한다.
바람직한 실시 예에 있어서, 상기 고체 전해질은 산소 이온 전도성이 있는 이트리아-안정화 지르코니아(YSZ:Yttria Stabilized Zriconia), 페로브스카이트 산화물(perovskite oxides) 및 플로라이트 산화물(fluorite oxides)로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나를 이용할 수 있다.
또한, 본 발명은 기준전극으로 사용되는 수소가 포집되어 있는 밀폐된 내부공간이 형성된 고체 전해질; 상기 고체 전해질 외부의 일면에 형성된 제1전극; 상기 고체 전해질의 밀폐된 내부공간의 일면에 형성된 제2전극; 및 상기 제1전극 및 상기 제2전극과 각각 연결되어 상기 고체 전해질 외부로 노출된 리드 와이어;를 포함하는 것을 특징으로 하는 가스 센서를 제공한다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 고체 전해질은 3가 산화수를 갖는 원소가 포함된 바륨세라이트(BaCeO3) , 스트론튬세라이트(SrCeO3) 및 칼슘지르코니아(CaZrO3)로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 고체 전해질에 형성된 상기 내부 공간의 형상은 상기 고체 전해질의 외관과는 무관하게 다양한 형상으로 형성될 수 있다.
또한, 상기 고체 전해질에 형성된 상기 내부 공간의 크기는 포집하고자 하는 공기의 양에 따라 다양한 크기로 형성될 수 있다.
바람직한 실시 예에 있어서, 상기 제 1 전극 및 상기 제 2 전극은 백금(Pt)뿐만 아니라 전기 전도성을 갖는 재료를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제 1 전극 및 상기 제 2 전극에 있어서 상기 제 1 전극 및 상기 제 2 전극의 형태는 다공질 구조로 이루어진 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제 1 전극 및 상기 제 2 전극에 있어서 상기 제 1 전극은 상기 고체 전해질 외부 일면에 형성되어 있고, 상기 제 2 전극은 상기 내부공간의 일면에 형성된 것을 특징으로 한다.
바람직한 실시 예에 있어서, 상기 리드 와이어는 상기 제 1 전극과 상기 제 2 전극 각각에 연결되어 있는 것을 특징으로 하며, 특히 상기 리드와이어는 백금(Pt)으로 이루어진 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 일면에 제 1 전극이 형성되어 있는 제 1 고체 전해질과 일면에 제 2 전극이 형성되어있는 제 2 고체 전해질을 준비하는 제 1단계; 상기 제 1 고체 전해질과 상기 제 2 고체 전해질 중 어느 하나 또는 양자에 홈을 형성한 후 상기 홈에 의해 기준전극으로 활용할 공기 또는 수소가 포집될 수 있는 내부공간이 형성되도록 하는 동시에 상기 제 2 전극이 상기 내부공간의 일면에 위치하도록 상기 제1 고체 전해질과 상기 제2고체전해질을 적층하여 가스 센서 본체를 형성하는 제 2단계; 및 상기 가스센서 본체를 열처리하여 상기 내부공간에 포집된 공기 또는 수소가 외부로 누출되지 않도록 상기 내부공간을 밀폐시키는 제 3단계;를 포함하는 가스센서의 제조 방법을 제공한다.
바람직한 실시 예에 있어서, 상기 제 1 고체 전해질, 상기 제 2 고체 전해질, 상기 제 3 고체 전해질은 산소 이온 전도성이 있은 이트리아-안정화 지르코니아(YSZ:Yttria Stabilized Zriconia), perovskite oxides 및 fluorite oxides로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나로 이루어질 수 있다.
또한, 본 발명은 일면에 제 1 전극이 형성되어 있는 제 1 고체 전해질과 일면에 제 2 전극이 형성되어있는 제 2 고체 전해질 및 일정 형태의 구멍이 형성되어 있는 하나 이상의 제 3 고체 전해질을 준비하는 제 1단계; 상기 제 2 고체 전해질과 상기 제 3 고체 전해질 및 상기 제 1 고체 전해질을 순차로 적층 하여 기준전극으로 활용할 공기 또는 수소가 포집될 수 있는 내부 공간을 형성하되, 상기 제 2 전극이 상기 내부공간의 일면에 위치하도록 하여 가스 센서 본체를 형성하는 제 2단계; 및 상기 가스센서 본체를 열처리하여 상기 내부공간에 포집된 공기 또는 수소가 외부로 누출되지 않도록 상기 내부공간을 밀폐시키는 제 3단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 가스센서의 제조 방법을 제공한다.
바람직한 실시 예에 있어서, 상기 고체 전해질은 상기 고체 전해질은 3가 산화수를 갖는 원소가 포함된 BaCeO3 , SrCeO3 및 CaZrO3로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나로 이루어질 수 있다.
바람직한 실시 예에 있어서, 상기 고체 전해질을 적층하기 전에 상기 제 1 전극 및 제 2 전극에 각각 리드 와이어를 연결하고 이를 외부로 노출되게 하는 제 2-1단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 제 3 고체 전해질에 형성된 구멍의 형상은 사각형, 원형, 사다리꼴 형을 포함하는 다양한 형상으로 형성될 수 있다.
또한, 상기 제 3 고체 전해질의 개수는 적어도 하나 이상 다수 개를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 리드 와이어들은 백금(Pt)으로 이루어진 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같이 본 발명에 수소 및 산소분압 측정을 위한 가스센서 및 제조방법은 포집된 공기 내지 수소를 기준전극으로 이용함으로써 가스센서의 한쪽 면이 반드시 공기에 노출되어 있어야하는 문제점을 해결함으로써 제철, 제강분야의 금속 용탕내부, 소각로 내부 등 공기에 노출될 수 없는 환경에서도 산소농도 내지 수소농도 등을 측정할 수 있는 효과를 극대화할 수 있다. 또한 상기 가스센서의 형 상, 형태, 크기 등을 다양하게 제조가능하며, 상기 가스센서의 제조방법을 단순화하여 생산단가 및 수리비용을 낮추는 효과를 극대화한다.
이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 가스센서를 설명하는 사시도다. 특히, 도 1에서는 가스센서 중에서 산소센서 및 수소센서를 예시하고 있다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 가스센서(100)는 내부 공간(130)이 형성된 고체 전해질(110)과 제 1 전극(120a)과 제 2 전극(120b) 및 리드 와이어(140)을 포함하여 구비되어 있음을 알 수 있다.
상기 가스센서(100)가 산소센서일 경우, 상기 고체 전해질(110)은 산소 이온 전도성이 있는 이트리아-안정화 지르코니아(YSZ:Yttria Stabilized Zriconia), perovskite oxides 및 fluorite oxides로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나로 이루어질 수 있을 뿐만 아니라, 산소 이온 전도성이 있는 다양한 재료의 고체 전해질로 구성될 수 있다.
한편, 상기 가스센서(100)를 상기 내부공간(130)에 수소가스를 포집하여 수소센서로 활용하기 위해서는 상기 고체 전해질을 3가 산화수를 갖는 원소가 포함된 BaCeO3 , SrCeO3 및 CaZrO3로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나로 이루어질 수 있다.
상기 고체 전해질의 형상은 육면체형, 원기둥형 등을 포함하여 제조자가 선택한 다양한 형상으로 형성될 수 있다.
상기 내부공간(130)은 상기 고체 전해질(110)의 내부에 형성되어 있으며, 공기나 수소를 포집할 수 있는 다양한 형상으로 형성되고, 상기 고체 전해질(110)의 외관과는 관계없이 제조자의 선택에 따라 형상이 형성될 수 있다.
또한, 상기 내부공간(130)의 크기에 따라 포집되는 공기 또는 수소량을 조절할 수 있다.
상기 제 1 전극(120a) 및 상기 제 2 전극(120b)은 백금(Pt)으로 이루어져 있으며, 또한 상기 백금(Pt)전극 이외에 전기 전도성이 있는 다른 재료를 전극으로 활용할 수 있고, 상기 제 1 전극(120a) 및 상기 제 2 전극(120b)의 형태는 다공질 구조로 이루어져 있어 외부 환경과 접할 수 있는 표면적을 넓힘으로써 보다 정확한 산소분압등을 측정할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 제1 전극(120a)은 상기 고체 전해질(110)의 외부 일면에 형성되며 상기 제 2 전극(120b)은 상기 내부공간(130)과 접하는 상기 고체 전해질(110)의 내부 일면에 위치한다.
상기 리드 와이어(140)는 상기 제 1 전극(120a) 및 상기 제 2 전극(120b)와 각각 연결되어 상기 고체 전해질(110)의 외부로 노출되어있으며, 상기 리드 와이 어(140)는 백금(Pt)로 이루어진 것을 특징으로 한다.
또한, 외부로 노출된 상기 리드와이어(140)는 디지털 멀티 미터기와 연결되어 상기 리드 와이어(140)를 통하여 입력되는 데이터값을 통하여 측정하고 하는 환경의 산소분압 등을 측정할 수 있다. 상세한 측정방식에 대해서는 후술하도록 한다.
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 가스센서의 제조공정을 설명하는 도면이다.
도 2a 및 도 2b를 참조하여 본 발명에 수소 및 산소분압 측정을 위한 가스센서의 제조방법을 설명한다. 다만 상기 가스센서 중 산소센서와 수소센서는 그 공정과 원리가 동일하다 할 것이므로 산소센서의 제조방법을 중심으로 기술하도록 한다.
먼저, 제 1단계는 일면에 제 1 전극이 형성되어 있는 제 1 고체 전해질(210)과 일면에 제 2 전극이 형성되어있는 제 2 고체 전해질(220) 및 일정 형태의 구멍이 형성되어 있는 적어도 하나 이상의 제 3 고체 전해질(230)을 준비하는 단계이다.
상기 고체 전해질들(210)(220)(230)은 Tape casting으로 가공된 시트(sheet)형태로 구비될 수 있다.
또한, 상기 고체 전해질들(210)(220)(230)들은 이트리아-안정화 지르코니아(YSZ:Yttria Stabilized Zriconia), perovskite oxides(예:doped LaGaO3 등) 및 fluorite oxides(예:doped CeO2 등)중 이루어진 군에서 선택된 어느 하나로 이루어질 수 있으며, 산소 이온 전도성이 있는 다양한 재료의 고체 전해질로 구성될 수도 있다. 한편, 수소센서를 제조함에 있어서는 상기 고체 전해질(210)(220)(230)로서 3가 산화수를 갖는 원소가 포함된 BaCeO3 , SrCeO3 및 CaZrO3로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나로 이루어질 수 있다.
상기 고체 전해질(210)(220)(230)의 형상은 육면체형, 원기둥형 등을 포함하여 제조자가 선택한 다양한 형상으로 형성될 수 있다.
또한, 상기 제 3 고체 전해질(230)은 도 2b에서 도시하는 바와 같이 동일한 형태로 다 수개가 구비될 수도 있다.
상기 제 1 전극(120a) 및 상기 제 2 전극(120b)은 백금(Pt)뿐만 아니라 전기 전도성이 있는 다른 전극으로 구비될 수 있으며, 상기 제 1 전극(120a) 및 상기 제 2 전극(120b)의 형태는 다공질 구조로 이루어져 표면적을 넓일 수 있는 것이 바람직하다.
또한, 상기 제 1 전극(120a)은 도 2a에서 도시된 바와 같이 상기 제 1 고체 전해질(210)의 상단면에 위치할 수 있고, 뿐만 아니라 도 2b에 도시된 가스센서의 외부 어느 일면에 위치할 수 있다.
다음으로, 제 2 단계는 제 2 고체 전해질(220)과 상기 제 3 고체 전해질(230) 및 상기 제 1 고체 전해질(210)을 순차로 적층 하여 내부 공간(130)을 형성하되, 상기 제 2 전극(220)이 상기 내부공간(130)의 일면에 위치하도록 하는 가 스센서 본체를 형성하는 단계이다.
상기 제 2 전극(120b)은 도 2a에 도시된 바와 같이 반드시 상기 제 2 고체 전해질(220)의 상단면에 위치하여야 하는 것은 아니며, 도 2b에 도시된 바와 같이 상기 고체 전해질(210)(220)(230)을 적층시 상기 내부공간(130)과 접할 수 있는 내부의 어느 일면에 위치할 수도 있다.
또한, 상기 제 2 단계에 있어서 상기 고체 전해들(210)(220)(230)을 적층 하기에 앞서 형성된 상기 제 1 전극(120a)과 상기 제 2 전극(120b) 각각에 리드 와이어(140)를 연결하여 외부로 노출 되게 하는 제 2-1단계가 더 포함될 수 있다.
이후 상기 제 2 고체 전해질(220)과 제 3 고체 전해질(230) 및 제 1 고체 전해질(210)을 순차적으로 적층 하여 상기 제 1 전극(120a)과 상기 내부공간(130)에 형성된 제 2 전극(120b) 그리고 상기 전극(120a)(120b)들에 연결되어 외부로 노출되어 있는 리드와이어(140)가 포함되어 있는 상기 가스센서 본체를 완성한다.
상기 제 2 단계에 있어서, 상기 내부공간(130)을 형성하는 방법으로는 상술한 방법 외에 상기 제 1 고체 전해질(210) 및 상기 제 2 고체 전해질(220) 중 어느 하나의 고체 전해질(210)(220)에 홈을 형성하고, 홈이 형성되지 아니한 다른 고체 전해질과 적층 시킴으로써 공기가 포집되는 공간을 형성하는 방법 또는 상기 제 1 고체 전해질(210)에 홈을 형성하고, 이와 대응되게 상기 제 2 고체 전해질(220)에 상기 제 1 고체 전해질(210)과 동일한 크기, 형상의 홈을 형성하고 이를 적층 하여 공기가 포집되는 공간을 형성할 수도 있다. 이 경우에 있어서도, 상기 제 1 전극 (120a)및 제 2 전극(120b) 형성 단계와 상기 리드 와이어(140)의 연결단계는 상기 홈의 형성 후 상기 고체 전해질들(210)(220)의 적층 전에 이루어진다. 즉, 공기를 포집할 수 있는 공간은 상기 제 3 고체 전해질(230)의 구비 없이도 형성 가능함을 의미한다.
상기 리드 와이어(140)는 백금(Pt)으로 이루어진 것을 특징으로 하며, 상기 리드 와이어(140)들은 외부로 노출되고, 디지털 멀티 미터기와 연결될 수 있다.
다음으로, 제 3 단계는 완성된 상기 산소센서 본체를 공기 중에서 열처리하는 단계로써, 상기 제 3 단계를 통하여 상기 산소센서 본체의 강도와 경도를 높이고, 상기 내부공간(130)에 포집된 공기가 외부로 누출되지 않도록 밀폐시키는 단계이다. 한편, 수소센서를 제조함에 있어서는 상기 내부 공간(130)에 기준전극으로 활용할 수소 가스가 포집되어야 하므로 순수한 수소가스 조건에서 열처리를 수행한다.
또한, 상기 제 3 단계에 앞서서 상기 가스센서 본체에 가압처리를 함으로써 가스센서 본체의 밀도를 증가시켜 상기 내부공간(130)에 포집된 공기의 누출을 확실하게 막을 수 있는 단계를 더 포함할 수 있다.
결과적으로, 상기 가스센서 제조 방법에 의하여 제조된 가스센서는 상기 내부 공간(130)에 기준전극으로 활용할 공기 또는 수소를 포집함으로써 기존 가스센서가 갖는 문제점을 해결하고, 공기 중에 노출될 수 없는 환경에서의 산소분압, 산소농도 등의 측정시에도 활용이 가능하다 할 것이다.
상기한 제조방법에 의해 제조된 가스센서는 제철, 제강분야의 금속 용탕 내부나 소각로 내부 등 공기에 노출될 수 없는 환경에서의 산소 또는 수소분압을 측 정하는 데에 사용할 수 있다.
이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 제조방법에 의해 제조된 가스센서를 이용하여 산소분압을 측정하는 방법에 대해 살펴보기로 한다. 이때, 측정하고자 하는 시스템의 산소 또는 수소분압을 측정하기 위해 Nernst 방정식을 사용할 수 있다.
Nernst 방정식인
Figure 112008042938334-pat00001
에서 시스템 내부의 산소 분압과 산소센서 내부의 기준 산소 분압과의 차에 의해서 EMF(electromotive force)가 발생하고 이를 디지털 멀티 미터기로 측정한 다음 상기 식에서의 E 값을 구할 수 있다. 상기 Nernst식에서 "R"은 기체상수, "T"는 측정하고자 하는 시스템의 온도, "F"는 페러데이 상수 값에 해당하며, 기준 가스인 P1O2 값도 0.21atm으로 알려진 값이다. 그러므로 윗 식을 측정하고자 하는 시스템의 산소 분압인 P2O2에 대해 풀면 측정하고자 하는 산소분압을 얻을 수 있다. 이때 기준 가스인 P1O2 값은 0.21atm이외에도 다양한 값을 기준으로 사용할 수 있다.
또한, 위와 같은 원리로 수소센서를 사용할 수 있으며, 다음과 같은 식에 의해 측정하고자 하는 시스템의 수소 분압을 얻을 수 있다.
Figure 112008042938334-pat00002
산소 센서와 마찬가지로 P1H2를 기준 수소 분압(예를 들면, 1atm)으로 사용하고, 측정하고자 하는 시스템의 수소분압에 대해 식을 전개하면 측정하고자 하는 시스템의 수소분압을 얻을 수 있다.
이상에서와 같이 본 발명을 바람직한 실시 예를 이용하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 범위는 특정 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 특허청구 범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 또한 이 기술분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 발명의 범주와 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변형실시가 가능함은 물론이다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 가스센서를 설명하는 사시도 이다.
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 가스센서의 제조공정을 설명하는 도면이다.

Claims (10)

  1. 기준전극으로 사용되는 공기가 포집되어 있는 밀폐된 내부공간이 형성된 고체 전해질;
    상기 고체 전해질 외부의 일면에 형성된 제1전극;
    상기 고체 전해질의 밀폐된 내부공간의 일면에 형성된 제2전극; 및
    상기 제1전극 및 상기 제2전극과 각각 연결되어 상기 고체 전해질 외부로 노출된 리드 와이어;를 포함하는 것을 특징으로 하는 가스 센서.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 고체 전해질은 산소 이온 전도성이 있는 이트리아-안정화 지르코니아(YSZ:Yttria Stabilized Zriconia), perovskite oxides 및 fluorite oxides로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 가스센서.
  3. 기준전극으로 사용되는 수소가 포집되어 있는 밀폐된 내부공간이 형성된 고체 전해질;
    상기 고체 전해질 외부의 일면에 형성된 제1전극;
    상기 고체 전해질의 밀폐된 내부공간의 일면에 형성된 제2전극; 및
    상기 제1전극 및 상기 제2전극과 각각 연결되어 상기 고체 전해질 외부로 노출된 리드 와이어;를 포함하는 것을 특징으로 하는 가스 센서.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 고체 전해질은 3가 산화수를 갖는 원소가 포함된 BaCeO3 , SrCeO3 및 CaZrO3로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 가스센서.
  5. 일면에 제 1 전극이 형성되어 있는 제 1 고체 전해질과 일면에 제 2 전극이 형성되어있는 제 2 고체 전해질을 준비하는 제 1단계;
    상기 제 1 고체 전해질과 상기 제 2 고체 전해질 중 어느 하나 또는 양자에 홈을 형성한 후 상기 홈에 의해 기준전극으로 활용할 공기 또는 수소가 포집될 수 있는 내부공간이 형성되도록 하는 동시에 상기 제 2 전극이 상기 내부공간의 일면에 위치하도록 상기 제1 고체 전해질과 상기 제2고체전해질을 적층하여 가스 센서 본체를 형성하는 제 2단계; 및
    상기 가스센서 본체를 열처리하여 상기 내부공간에 포집된 공기 또는 수소가 외부로 누출되지 않도록 상기 내부공간을 밀폐시키는 제 3단계;를 포함하는 가스센서의 제조 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제 1 고체 전해질, 상기 제 2 고체 전해질 및 제 3 고체 전해질은 산소 이온 전도성이 있는 이트리아-안정화 지르코니아(YSZ:Yttria Stabilized Zriconia), perovskite oxides 및 fluorite oxides로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 가스센서의 제조 방법.
  7. 일면에 제 1 전극이 형성되어 있는 제 1 고체 전해질과 일면에 제 2 전극이 형성되어있는 제 2 고체 전해질 및 일정 형태의 구멍이 형성되어 있는 하나 이상의 제 3 고체 전해질을 준비하는 제 1단계;
    상기 제 2 고체 전해질과 상기 제 3 고체 전해질 및 상기 제 1 고체 전해질을 순차로 적층 하여 기준전극으로 활용할 공기 또는 수소가 포집될 수 있는 내부 공간을 형성하되, 상기 제 2 전극이 상기 내부공간의 일면에 위치하도록 하여 가스 센서 본체를 형성하는 제 2단계; 및
    상기 가스센서 본체를 열처리하여 상기 내부공간에 포집된 공기 또는 수소가 외부로 누출되지 않도록 상기 내부공간을 밀폐시키는 제 3단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 가스센서의 제조 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 고체 전해질은 3가 산화수를 갖는 원소가 포함된 BaCeO3 , SrCeO3 및 CaZrO3로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 가스센서의 제조방법.
  9. 제5항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 2단계에 있어서, 상기 고체 전해질을 적층하기 전에 상기 제 1 전극 및 제 2 전극에 각각 리드 와이어를 연결하고 이를 상기 고체 전해질 외부로 노출되게 하는 제 2-1단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가스센서의 제조 방법.
  10. 제5항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 고체 전해질, 상기 제 2 고체 전해질 및 제 3 고체 전해질은 테이프 캐스팅(Tape casting)법에 의해 가공된 시트(Sheet)형태인 것을 특징으로 하는 가스센서의 제조 방법.
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