KR100948893B1 - 전기화학식 가스센서 칩 및 그의 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 전기화학식 가스 센서 칩 및 그의 제조방법에 관한 것이고, 본 발명에 따른 전기화학식 가스 센서 칩은 기판, 상기 기판상에 패턴화되어 형성된 전극, 상기 패턴화된 전극을 포함하는 기판상에 형성된 프로톤 전도성을 갖는 고체 전해질막, 및 상기 고체 전해질막 상에 소수성의 마이크로다공성 멤브레인을 포함하며, 본 발명에 따른 칩 구조의 가스 센서는 구동회로와 집적이 용이하고, 고체 전해질막을 이용하기 때문에 소형화가 가능하고, 반도체 공정을 이용하기 때문에 대면적 공정을 가능하게 한다.
고체전해질, 칩, 전기화학식, 가스센서

Description

전기화학식 가스센서 칩 및 그의 제조 방법{Electrochemical Gas Sensor Chip and Method for Preparing the Same}
도 1은 종래 액체전해질을 이용한 전기화학식 가스센서 도면이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 고체전해질을 이용한 전기화학식 가스센서 칩의 평면도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 고체전해질을 이용한 전기화학식 가스센서 칩의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 고체전해질을 이용한 전기화학식 가스센서 칩의 단면도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
10... 가스 센서 11... 다공성 멤브레인
12... 반응 전극 13... 분리막
14... 기준 전극 15... 상대 전극
16... 액체 전해질 100...가스 센서 칩
101... 기판 102... 절연막
103... 반응 전극 104... 상대 전극
105... 기준 전극 106... 고체 전해질막
107... 소수성 마이크로다공성 멤브레인
본 발명은 전기화학식 가스센서 칩 및 그의 제조방법에 관한 것이고, 보다 상세하게는 고체 전해질을 사용한 전기화학식 가스센서 칩 및 그의 제조방법에 관한 것이다.
가스 센서는 자동차 산업, 환경 산업, 식음료 산업, 로봇 산업 등 다양한 분야에서 요구되고 있으며 여러 기술들이 이의 응용으로 많이 연구되고 있다.
산화성 가스 또는 환원성 가스와의 접촉을 통해 산화물 반도체의 전도성 변화를 이용한 반도체식 가스센서는 지금 상용화된 제품이 나오고 있지만 가스 감지를 위한 산화물 반도체의 작동 온도가 높아 히터를 필요로 하는데 히터의 전력 소모가 큰 경우 휴대형으로 쓰기엔 아직 기술의 한계가 있다.
감지가스를 통과한 적외선 스펙트럼의 변화를 통해 가스의 종류를 판별하는 광학식 가스센서의 경우에도 현재 상용화된 제품이 나오고 있지만 적외선 광원이나 감지기의 소형화의 한계와 소모 전력의 과다 문제, 감지 성능을 높이기 위해 요구되는 긴 광경로로 인한 소형화의 한계 등의 문제점으로 인해 휴대형으로 쓰기엔 부적합하다.
또 다른 방식을 이용한 가스 센서가 전기화학식 가스센서인데, 현재 상용화되는 도 1의 전기화학식 가스센서(10)의 경우, 가스 유입구를 통해 확산 유입된 가스들이 다공성 멤브레인(11)을 통해 유입되고, 다시 유입된 가스들은 다공성 멤브레인에 형성되어 있는 반응전극(12)의 촉매성 전극 물질에서 각 유독 가스 별로 하기 반응식 1 내지 4와 같은 반응에 의해 프로톤 이온과 전자를 형성하게 된다.
오존(O3) 가스 센서
반응 전극(Working Electrode) O3 + 2e- + 2H+ → O2 + H2O
상대 전극(Counter Electrode) 2H2O → O2 + 4H+ + 4e-
일산화탄소(CO) 가스 센서
반응 전극 CO + H2O → CO2 + 2H+ + 2e
상대 전극 2H+ + 2e- + 1/2O2 → H2O
이산화질소(NO2) 가스 센서
반응 전극 NO2 + 2H+ + 2e- →NO + H2O
상대 전극 H2O → 2H+ + 2e- + 1/2O2
이산화황(SO2) 가스 센서
반응 전극 SO2 + H2O → SO4 2 - + 4H+ + 2e-
상대 전극 2H+ + 2e- + 1/2O2 → H2O
형성된 전자는 집전체(current collector)를 통해 상대 전극으로 이동이 되며, 형성된 프로톤 이온은 전해질을 통해 상대 전극으로 이동하여 상기와 같은 반응식에 의해 물을 형성하게 되면서 전류를 형성하게 된다. 이때 형성된 전류가 외부에 존재하는 가스의 농도에 비례하므로 전류 감지를 통해 가스 농도를 판단하는 것이다. 유입구 아래의 다공성 멤브레인은 외부에서 센서 내부로 가스는 유입되고 내부의 전해액은 밖으로 새어 나가지 못하게 하는 역할을 하며 더불어 외부에서 유입되는 가스의 양을 결정지어 준다. 더불어 다공성 멤브레인은 촉매특성이 우수한 귀금속 전극 물질로 반응 전극을 형성하기 위한 기판으로도 사용된다. 반응 전극 아래에 분리막이 존재하는데 이는 전해질에 충분히 적셔져 있으며, 반응 전극이 아래의 상대 전극이나 기준 전극과 이온을 통해서만이 전류가 흐를 수 있도록 하는 역할을 한다.
그 아래 형성된 상대 전극은 반응 전극에서 형성되어 전해질을 통해 이동해온 프로톤 이온과 외부 회로를 통해 반응 전극에서 상대 전극으로 이동해온 전자가 반응 할 수 있게 하는 역할을 하며, 기준 전극은 반응 전극이 일정한 전위를 유지 할 수 있도록 하는 역할을 한다. 센서 내부에 충전되어 있는 전해질은 액체 상태로 이온 전도성이 우수한 산/염기 용액을 사용하게 된다.
각 가스별로 선택적 감지 특성을 위해서는 전극과 전해액의 종류를 달리하며 또 기준 전극과 반응 전극 사이에 가해주는 전압을 변화시키는 것이 필요하다.
이와 같이 기존의 전기화학식 가스센서의 경우 반도체식이나 광학식에 비해 상온 작동 방식이고 광원 등이 필요치 않으므로 전력 소모가 적으나 내부에 충전되어 있는 액체 상태의 전해질로 인하여 상용화된 제품의 경우에도 크고 사용되는 액체 전해질이 강산이 많아 안전성 등의 문제점이 있어 휴대폰과 같은 휴대용 기기 내에 탑재하기에는 크기와 안전성 면에서 어려움이 있다.
이에 따라, 액체 전해질 대신 고체 전해질을 이용하려는 많은 시도가 있어왔다.
Yamazoe et al.의 미국특허 제4,718,991호에서는 프로톤 전도성이 우수한 고분자막을 전해질로 하여 한쪽면에 반응 전극 그리고 반대쪽에 상대 전극과 기준 전극을 형성한 구조를 제안한 바 있다. 그러나 이와 같은 구조의 경우 프로톤 전도성이 우수한 고분자막의 양면에 전극이 형성되어 있는 구조로 어느 정도 소형화는 가능하지만 칩화하여 구동회로와 집적하는 데에는 어려움이 있다.
전기화학식 가스센서의 경우 가스들에 대한 반응 특성 (예를 들어 몇 ppm 의 농도에서 output이 얼마다)과 외부 온도 습도와 같은 환경변화에 대한 센서의 특성 등의 자체 고유 특성에 대한 데이터가 센서를 구동하기 위해 연결된 마이크로 프로 세서에 내장되어 있어야 정상적으로 동작할 수 있는 제품이 된다. 따라서 실제 모든 전기화학식 가스센서 기기의 경우 센서에 대한 특성을 입력하여 정상적으로 동작할 수 있도록 마이크로 프로세서가 내장되어 있다. 그러나 현재의 가스센서는 구조상 구동에 필요한 부품들과 함께 하나의 보드에 집적할 수 없으며 이와 같은 문제를 해결하기 위해서는 칩 형태의 센서가 개발되어야 한다.
Shen et al.의 미국특허 제6,896,781호에서 위의 구조에서 소수성 멤브레인을 상하에 부착하여 이온은 통과를 못하고 가스나 수분만 통과하는 구조를 제안한 바 있다. 그러나 이와 같은 구조의 경우 전기화학식 방식의 가스 센서 특성상 주위 수분의 농도에 따라 전해질의 프로톤 전도도가 달라져 감지된 가스의 실제 농도에 오차로 작용할 수 있다.
이에 본 발명자들은 칩 형태의 전기화학식 가스 센서에 대한 연구를 진행하면서, 기판상에 반도체 공정을 이용하여 전기화학식 방식의 가스 센서를 구현하여 칩형태로 제작하고, 소수성의 마이크로다공성 멤브레인을 사용하는 경우 초소형 구조와 대면적 공정을 가능하게 할 수 있음을 발견하고 본 발명을 완성하였다.
따라서, 본 발명의 첫 번째 기술적 과제는 초소형 구조와 대면적 공정이 가능한 전기화학식 가스 센서 칩을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 또 다른 기술적 과제는 초소형 구조와 대면적 공정이 가능한 전기화학식 가스 센서 칩의 제조방법을 제공하는 것이다.
상기 첫 번째 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명은
기판;
상기 기판 상에 패턴화되어 형성된 전극;
상기 패턴화된 전극을 포함하는 기판 상에 형성된 프로톤 전도성을 갖는 고체 전해질막; 및
상기 고체 전해질막 상에 소수성의 마이크로다공성 멤브레인을 포함하는 전기화학식 가스센서 칩을 제공한다.
상기 또 다른 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명은
기판을 준비하는 단계;
기판 상에 전극을 패턴화화여 형성하는 단계;
상기 패턴화된 전극을 포함하는 기판 상에 프로톤 전도성을 갖는 고체 전해질막을 형성하는 단계; 및
상기 고체 전해질막 상에 소수성 마이크로다공성 멤브레인을 형성하는 단계를 포함하는 전기화학식 가스 센서 칩의 제조방법을 제공한다.
이하, 본 발명은 도면을 참조하여 더욱 상세히 설명된다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 고체 전해질을 이용한 전기화학식 가스센서 칩의 평면도이고, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 고체전해질을 이용한 전기 화학식 가스센서 칩의 단면도이고, 도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 고체전해질을 이용한 전기화학식 가스센서 칩의 단면도이다
도 2 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 전기화학식 가스센서 칩(100)은 기판(101), 기판(101)상에 형성된 절연막(102), 절연막(102)상에 패턴화되어 형성된 반응 전극(103), 상대 전극(104) 및 기준 전극(105), 상기 패턴화된 전극 상에 형성된 고체 전해질막(106) 및 소수성 마이크로다공성 멤브레인(107)을 포함한다.
상기 기판(101)은 전기화학식 가스센서가 형성되는 베이스로서 칩 형태의 가스센서를 만들어 구동회로와 집적을 가능하게 한다. 상기 기판(101)은 실리콘, 폴리카보네이트, 쿼츠, GaAs, InP 및 유리로부터 선택된 물질로부터 선택될 수 있으며, 바람직한 것은 실리콘 기판이다. 상기 기판의 두께는 전기화학식 가스센서의 크기와 두께에 따라 결정될 수 있으며, 0.3 내지 1㎜의 범위 내에서 결정되는 것이 바람직하다.
상기 기판(101)상에 곧바로 전극을 형성할 수도 있지만, 전극 형성 전에 절연막(102)을 형성하여 기판(101)과 전극 사이를 완충시키는 것이 바람직하다. 상기 절연막(102)으로는 실리콘 산화막이 바람직하다. 상기 절연막(102)은 열공정을 통해 형성되는 것이 바람직하다. 상기 절연막(102)의 두께는 기판 및 전극의 두께를 고려하여 이 분야의 당업자에 의해 결정될 수 있으며, 수십 내지 수천 나노미터의 범위에서 다양하게 적용될 수 있다.
상기 절연막(102) 또는 절연막(102)이 없는 경우 기판(101)의 동일면 상에 반응 전극(103), 상대 전극(104) 및 기준 전극(105)이 패턴화되어 형성된다.
상기 전극 물질로는 촉매성이 뛰어난 귀금속 물질을 이용할 수 있으며, 바람직하게는 은, 금, 백금, 로듐, 이리듐, 루테늄, 팔라듐 또는 전도성을 갖는 산화물이 사용될 수 있으며, 가장 바람직한 것은 백금이며, 반응 전극(103), 상대 전극(104) 및 기준 전극(105)은 동일 물질로 형성될 수 있으며, 또는 각각 다른 물질로 형성될 수 있다.
상기 전극은 일반적인 반도체 공정에서 사용되는 건식 방법, 예를 들면, 스퍼터링 또는 진공증착 방법을 통해 형성될 수 있거나 또는 화학증착법을 이용하여 전극들을 형성할 수 있다.
또한, 상기 전극의 패턴화는 반응 전극(103), 상대 전극(104) 및 기준 전극(105)이 동일 물질로 형성되는 경우, 일반적인 반도체 공정에서 사용되는 마스크 또는 리프트 오프(lift off) 방법 또는 에칭 방법을 이용하여 단일 공정을 통해 형성될 수 있으며, 반응 전극(103), 상대 전극(104) 및 기준 전극(105)이 각각 다른 물질로 사용되는 경우, 마스크 또는 리프트 오프 방법 또는 에칭 방법과 같은 것을 이용하여 다단계 공정을 통해 형성될 수 있다.
상기 반응 전극(103), 상대 전극(104) 및 기준 전극(105)이 절연막(102) 상에 형성된 패턴의 일예는 도 2를 통해 보여질 수 있다. 반응 전극(103)이 절연막(102)의 중심에 원의 형태로 형성되고, 그 주위에 상대 전극(104)이 원의 형태로 형성되고, 마지막으로 기준 전극(105)이 양쪽으로 막대 형태로 형성된다.
상기 상대 전극(104) 및 기준 전극(105)은 전기적으로 컨택될 수 있도록 연 결된 구조일 수도 있다.
상기 반응 전극(103), 상대 전극(104) 및 기준 전극(105)의 두께는 동일하거나 다를 수 있으며, 필요에 따라서 수십 내지 수만 나노미터의 범위 내에서 다양하게 적용될 수 있다.
상기 패턴화된 전극 상에 형성되는 고체 전해질막(106)은 프로톤 전도성이 우수한 고분자를 용액화한 후, 스핀 코팅 또는 스크린 프린팅과 같은 습식 공정을 통해 형성한다. 상기 프로톤 전도성이 우수한 고분자로는 이 분야에 일반적인 것이 사용될 수 있으며, 바람직하게는 DuPont 사에서 판매되고 있는 나피온 5 내지 20중량% 용액을 이용할 수 있다.
상기 고체 전해질막(106)의 두께는 센서의 크기, 기판 및 전극의 두께에 따라 결정될 수 있으며, 수 내지 수천 마이크로미터의 범위 내에서 다양하게 적용될 수 있다.
한편, 프로톤 전도성이 우수한 고체 전해질막(106)이 형성된 후 프로톤 전도성을 극대화하기 위하여 화학적 처리를 수행하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 나피온막인 경우 끓고 있는 1 내지 5M 황산 용액 하에서 1 내지 4시간 동안 처리하여 준다.
상기 고체 전해질막(106) 상에 형성되는 소수성의 마이크로다공성 멤브레인(107)은 고체 전해질막이 외부의 온도 습도와 같은 환경 변화에 대한 영향 받는 것을 최소화하기 위한 것이다.
상기 소수성의 마이크로다공성 멤브레인(107)은 소수성이면서 감지 가스는 통과하나 이온이나 수분이 통과할 수 없는 마이크로 기공을 갖는 것이 바람직하며, 구체적으로 PTFE(폴리테트라플루오로에틸렌), 실리카겔 및 등등이 사용될 수 있다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전기화학식 가스센서 칩(100)은 기판(101), 기판(101)상에 형성된 절연막(102), 절연막(102)상에 형성된상대 전극(104) 및 기준 전극(105), 상기 전극 상에 형성된 고체 전해질막(106), 상기 고체 전해질막(106) 상에 형성된 반응 전극(103) 및 소수성 마이크로다공성 멤브레인(107)을 포함한다.
도 4에서 제시하는 칩(100)을 구성하는 기판(101), 절연막(102), 반응 전극(103), 상대 전극(104), 기준 전극(105), 고체 전해질막(106) 및 소수성 마이크로다공성 멤브레인(107)에 대한 설명은 상기 도 2 내지 3에서 제시하는 칩(100)을 구성하는 것과 동일하다.
다만, 도 4에서 제시하는 칩(100)은 절연막(102) 또는 절연막(102)이 없는 경우 기판(101)의 동일면 상에 상대 전극(104) 및 기준 전극(105)이 함께 형성되며, 반응 전극은 고체 전해질막(106) 상에 형성된다.
본 발명에 따른 전기화학식 가스 센서 칩은 각 가스별로 상대 전극과 기준 전극 사이에 가해주는 전압과 전극의 종류로 감지 가스의 선택성을 부여할 수 있다.
본 발명에 따른 전기화학식 가스 센서 칩 및 그의 제조방법은 다음과 같은 이점을 갖는다.
첫 번째, 본 발명에 따른 가스 센서가 칩의 구조이므로 쉽게 구동회로와 집적이 가능하다.
두 번째, 본 발명에 따른 가스 센서를 기판상에 구현하기 위해 반도체 공정을 이용할 수 있기 때문에 대량 생산이 가능하다.
세 번째, 본 발명에 따른 가스 센서는 고체 전해질막 위에 소수성의 마이크로다공성 멤브레인을 사용함으로써 고체 전해질막내의 물 분자가 증발되는 것을 억제할 수 있어 별도의 물 수용기(water reservoir)를 이용하여 습도를 유지하지 않아도 상당기간 사용이 가능하다.
네 번째, 본 발명에 따른 가스 센서는 액체 전해질 등의 액체 상태의 재료를 사용하지 않아 센서의 소형화가 가능하여 휴대폰과 같은 휴대용 단말기기 내에 장착이 가능하다.
다섯 번째, 본 발명에 따른 가스 센서는 반도체 공정을 통해 센서의 구동에 필요한 회로와 함께 집적하여 제작이 가능하다. (구동회로가 모두 내장된 센서 칩의 개발이 가능)

Claims (13)

  1. 실리콘, 폴리카보네이트, 쿼츠, GaAs, InP, 및 유리로 이루어진 군에서 선택되는 기판;
    상기 기판상에 패턴화되어 형성된 전극;
    상기 패턴화된 전극을 포함하는 기판상에 형성된 프로톤 전도성을 갖는 고체 전해질막; 및
    상기 고체 전해질막상에 소수성의 마이크로다공성 멤브레인을 포함하는 전기화학식 가스센서 칩.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서, 상기 패턴화된 전극은 반응 전극, 상대 전극 및 기준 전극이 기판 상의 동일면 상에 형성되어 있는 것인 전기화학식 가스 센서 칩.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 패턴화된 전극은 상대 전극과 기준 전극이 기판 상의 동일면 상에 형성되어 있고, 고체 전해질막 위에 반응 전극이 형성되어 있는 것인 전기화학식 가스 센서 칩.
  5. 제 3항 또는 제 4항에 있어서, 기준 전극과 상대 전극이 연결된 구조인 전기화학식 가스 센서 칩.
  6. 제 1항에 있어서, 상기 전극은 은(silver), 금(gold), 백금(platinum), 로듐(rhodium), 이리듐(iridium), 루테늄(ruthenium), 팔라듐(palladium), 또는 전도성을 가진 옥사이드로부터 선택된 물질인 전기화학식 가스 센서 칩.
  7. 제 1항에 있어서, 상기 프로톤 전도성을 갖는 고체 전해질막은 나피온(Nafion™)막인 전기화학식 가스 센서 칩.
  8. 제 1항에 있어서, 상기 소수성의 마이크로다공성 멤브레인은 가스를 통과시키지만 이온이나 수분이 통과시킬 수 없는 마이크로 기공을 갖는 전기화학식 가스 센서 칩.
  9. 기판을 준비하는 단계;
    상기 기판 상에 전극을 패턴화하여 형성하는 단계;
    상기 패턴화된 전극을 포함한 기판 상에 프로톤 전도성을 갖는 고체 전해질막을 습식 공정을 통해 형성하는 단계; 및
    상기 고체 전해질막 상에 소수성 마이크로다공성 멤브레인을 형성하는 단계를 포함하는 전기화학식 가스 센서 칩의 제조방법.
  10. 제 9항에 있어서, 상기 전극은 스퍼터링 공정, 진공 증착 공정 또는 화학 증착 공정을 통해 형성되는 것인 전기화학식 가스 센서 칩의 제조방법.
  11. 삭제
  12. 제 9항에 있어서, 상기 패턴화된 전극은 반응 전극, 상대 전극 및 기준 전극이 기판 상의 동일면 상에 함께 형성되는 것인 전기화학식 가스 센서 칩의 제조방법.
  13. 제 9항에 있어서, 상기 패턴화된 전극은 상대 전극 및 기준 전극이 기판 상의 동일면 상에 함께 형성되고, 반응 전극이 고체 전해질막 상에 형성되는 것인 전기화학식 가스 센서 칩의 제조방법.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100981321B1 (ko) 2010-04-07 2010-09-10 한국기계연구원 가스센서 및 이의 제조방법
KR20160016088A (ko) 2014-08-04 2016-02-15 한국세라믹기술원 고감도 및 빠른 반응속도를 갖는 독성가스 검출을 위한 전기화학센서 및 그 제조방법
US11808747B1 (en) 2022-07-06 2023-11-07 King Fahd University Of Petroleum And Minerals Hydrogen gas sensor, and method of making and using thereof

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101255903B1 (ko) * 2011-02-25 2013-04-17 한양대학교 에리카산학협력단 막전극접합체, 이를 이용하는 전기화학식 센서 및 이들의 제조방법
WO2013052041A1 (en) * 2011-10-05 2013-04-11 Utc Fire & Security Corporation Gas sensor
US20220146449A1 (en) * 2016-08-30 2022-05-12 Analog Devices International Unlimited Company Electrochemical sensor, and a method of forming an electrochemical sensor
KR101944278B1 (ko) * 2017-07-28 2019-01-31 주식회사 신우전자 평판형 외형의 전기화학식 가스 센서
KR102290337B1 (ko) * 2018-06-29 2021-08-17 한국세라믹기술원 가스센서용 전극 제조방법 및 가스센서
KR102273595B1 (ko) * 2019-04-02 2021-07-06 한국세라믹기술원 가스센서용 전극 제조방법 및 가스센서
US20210364463A1 (en) * 2020-05-21 2021-11-25 Nova Biomedical Corporation Single-use disposable reference sensor

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4267023A (en) 1977-10-17 1981-05-12 Orion Research Incorporated Chemically integrating dosimeter and gas analysis methods
US4812221A (en) * 1987-07-15 1989-03-14 Sri International Fast response time microsensors for gaseous and vaporous species
US7001495B2 (en) * 2000-02-04 2006-02-21 Abdel Essalik Gas component sensor for gas oxides
JP2008051231A (ja) * 2006-08-24 2008-03-06 Cosmo Koki Co Ltd 管接続部材の脱着方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4267023A (en) 1977-10-17 1981-05-12 Orion Research Incorporated Chemically integrating dosimeter and gas analysis methods
US4812221A (en) * 1987-07-15 1989-03-14 Sri International Fast response time microsensors for gaseous and vaporous species
US7001495B2 (en) * 2000-02-04 2006-02-21 Abdel Essalik Gas component sensor for gas oxides
JP2008051231A (ja) * 2006-08-24 2008-03-06 Cosmo Koki Co Ltd 管接続部材の脱着方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
논문2005.12.31*

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100981321B1 (ko) 2010-04-07 2010-09-10 한국기계연구원 가스센서 및 이의 제조방법
KR20160016088A (ko) 2014-08-04 2016-02-15 한국세라믹기술원 고감도 및 빠른 반응속도를 갖는 독성가스 검출을 위한 전기화학센서 및 그 제조방법
KR101660301B1 (ko) 2014-08-04 2016-09-27 한국세라믹기술원 고감도 및 빠른 반응속도를 갖는 독성가스 검출을 위한 전기화학센서 및 그 제조방법
US11808747B1 (en) 2022-07-06 2023-11-07 King Fahd University Of Petroleum And Minerals Hydrogen gas sensor, and method of making and using thereof

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