RU2022264C1 - Материал для электродов электрохимических датчиков кислорода - Google Patents
Материал для электродов электрохимических датчиков кислорода Download PDFInfo
- Publication number
- RU2022264C1 RU2022264C1 SU5032308A RU2022264C1 RU 2022264 C1 RU2022264 C1 RU 2022264C1 SU 5032308 A SU5032308 A SU 5032308A RU 2022264 C1 RU2022264 C1 RU 2022264C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- oxide
- electrodes
- oxygen
- electrical conductivity
- ree
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Measuring Oxygen Concentration In Cells (AREA)
Abstract
Использование: для изготовления электродов электромеханических датчиков кислорода. Сущность изобретения: материал содержит 30 - 46 мас.% оксида редкоземельного элемента, 4 - 20 мас.% оксида кальция, 2 - 20 мол.% оксида цинка или кадмия, а также оксид хрома. 1 табл.
Description
Изобретение относится к высокотемпературной электрохимии, в частности к электрохимическим устройствам с твердым электролитом, и касается материалов, обладающих хорошей электропpоводностью при высоких и средних температурах в средах с различным содержанием кислорода, используемых для изготовления электродов электрохимических датчиков (ЭХД) кислорода.
Материалы, из которых изготовляются электроды ЭХД, должны удовлетворять определенным физическим, химическим и электрохимическим критериям: высокая электропроводность и температура плавления; хорошее согласование коэффициентов термического расширения (КТР) материалов электрода и твердого электролита; химическая стабильность в окислительной и восстановительной средах и др.
Известно использование в качестве электродного материала благородных металлов, например платины, серебра, золота или сплавов на их основе. Но их применение ограничено из-за высокой стоимости и дефицитности, а также из-за их чувствительности к каталитическим ядам.
Известно также использование оксидных материалов, состоящих из смеси оксидов нестехиометрического состава. Однако применение их ограничено из-за химической нестабильности при высоких температурах и в средах с низким парциальным давлением кислорода (PO2).
Из известных наиболее близким по составу к предлагаемому является материал для электродов ЭХД, содержащий оксид хрома, оксид самария и оксид кальция при следующем соотношении компонентов, мол.%: Оксид хрома 30,4-46,3 Оксид кальция 14,8-51,8 Оксид самария Остальное Однако этот материал имеет недостаточно высокую электропроводность в окислительной, а особенно в восстановительной атмосфере при средних и высоких температурах. Электропроводность его, измеренная, как и электропроводность предлагаемого материала, четырехэлектродным методом на постоянном токе, составляет (0,4-18) Ом-1˙см-1 в окислительной и (0,05-1,0) Ом-1˙см-1 в восстановительной атмосферах при 1000оС. Низкая электропроводность материала в восстановительной атмосфере резко ограничивает возможность применения его в качестве измерительного электрода в средах с низким содержанием кислорода.
Изобретение направлено на разработку материала с высокой электропроводностью в окислительно-восстановительных средах при высоких и средних температурах.
Предлагаемый электродный материал, наряду с оксидом хрома, оксидом кальция, оксидом РЗЭ, содержит оксид цинка или оксид кадмия при следующем соотношении компонентов, мас.%: Оксид РЗЭ 30-46 Оксид кальция 4-20
Оксид кадмия или оксид цинка 2-20 Оксид хрома Остальное
В качестве оксида РЗЭ может быть использован любой из оксидов РЗЭ.
Оксид кадмия или оксид цинка 2-20 Оксид хрома Остальное
В качестве оксида РЗЭ может быть использован любой из оксидов РЗЭ.
Предлагаемый материал обладает более высокой электропроводностью как в окислительной, так и в восстановительной атмосфере в сравнении с прототипом.
П р и м е р. Для изготовления электронопроводящего материала взятые в необходимом соотношении оксид хрома, оксид РЗЭ, оксид кальция и оксид переходного металла (Zn, Cd) растирают в спиртовой среде в течение 1 ч, затем порошок высушивают и обжигают в течение 2 ч при 1400оС на воздухе.
Полученный керамический материал может быть использован для формирования электродов электрохимических датчиков кислорода, а также в качестве электродного материала топливных элементов, электролизеров и других электрохимических устройств. Предлагаемый материал может быть также использован и для электрического соединения высокотемпературных электрохимических элементов.
В таблице приведены значения электропроводности предлагаемых материалов при 1000оС в атмосфере влажного водорода (PO2= 10-12,5 Па) и на воздухе (PO2 = 0,21 ˙105 Па). Видно, что электропроводность значительно возрастает по сравнению с электропроводностью прототипа как в окислительной, так и в восстановительной атмосфере при добавлении (2-20) мол.% оксида цинка или кадмия.
Материал на основе оксидов хрома, РЗЭ, кальция и цинка или кадмия позволяет заменить благородные металлы (Au, Ag, Pt) или их сплавы, используемые для изготовления электродов электрохимических датчиков кислорода. Высокая электропроводность предлагаемого материала в восстановительной атмосфере по сравнению с известными оксидными материалами для электродов ЭХД позволяет расширить область применения ЭХД кислорода от PO2 = 0,21˙ 105 Па до PO2 = 10-12,5 Па и повысить рабочую температуру до 1600-1700оС.
Claims (1)
- МАТЕРИАЛ ДЛЯ ЭЛЕКТРОДОВ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИХ ДАТЧИКОВ КИСЛОРОДА, содержащий оксид хрома, оксиды редкоземельного элемента (РЗЭ) и кальция, отличающийся тем, что он дополнительно содержит оксид цинка или оксид кадмия при следующем соотношении компонентов, мол.%:
Оксид РЗЭ 30 - 46
Оксид кальция 4 - 20
Оксид цинка или кадмия 2 - 20
Оксид хрома Остальное
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU5032308 RU2022264C1 (ru) | 1992-03-16 | 1992-03-16 | Материал для электродов электрохимических датчиков кислорода |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU5032308 RU2022264C1 (ru) | 1992-03-16 | 1992-03-16 | Материал для электродов электрохимических датчиков кислорода |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2022264C1 true RU2022264C1 (ru) | 1994-10-30 |
Family
ID=21599352
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU5032308 RU2022264C1 (ru) | 1992-03-16 | 1992-03-16 | Материал для электродов электрохимических датчиков кислорода |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2022264C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2002042756A3 (en) * | 2000-11-22 | 2003-02-27 | Panametrics | Thin film ppb oxygen sensor |
-
1992
- 1992-03-16 RU SU5032308 patent/RU2022264C1/ru not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
GB N 2104666, кл. G 01N 27/56, 1978. * |
Авторское свидетельство СССР N 1233028, кл. G 01N 27/46, 1986. * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2002042756A3 (en) * | 2000-11-22 | 2003-02-27 | Panametrics | Thin film ppb oxygen sensor |
US6557393B1 (en) | 2000-11-22 | 2003-05-06 | Panametrics, Inc. | Thin film ppb oxygen sensor |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4931214A (en) | Oxidic bodies with ionic and electronic conductivity | |
US5037525A (en) | Composite electrodes for use in solid electrolyte devices | |
JP2882104B2 (ja) | プロトン伝導体およびその製造方法 | |
Miura et al. | An improved type of proton conductor sensor sensitive to H2 and CO at room temperature | |
US4183798A (en) | Stabilized zirconium dioxide compositions and oxygen sensors utilizing said compositions | |
US4138881A (en) | Resistor-type solid electrolyte oxygen sensor | |
US4622105A (en) | Method for measuring gaseous sulfur dioxide | |
JPS62502064A (ja) | 電気化学的センサ−、その電気化学的センサ−を製造及び使用する方法 | |
JP3622977B2 (ja) | チタン酸塩およびスズ酸塩を基体とする開放参照電極を有する電位差式co▲下2▼センサー | |
RU2022264C1 (ru) | Материал для электродов электрохимических датчиков кислорода | |
JPS63501801A (ja) | 固体電解質装置及びその製造方法 | |
JPS5965758A (ja) | 電気化学的装置 | |
Alcock et al. | A fluoride-based composite electrolyte | |
Miyazaki et al. | A new potential‐type humidity sensor using EMD‐based manganese oxides as a solid electrolyte | |
JPH0144667B2 (ru) | ||
JPS62500955A (ja) | 熱気体中の酸素分圧の測定のための検知器および方法 | |
JPH0239740B2 (ru) | ||
Eguchi et al. | Towards a room temperature, solid state, oxygen gas sensor | |
Kuwano et al. | Ambient temperature solid-state oxygen sensor using fast ion conductors, PbSnF4 and Ag6I4WO4 | |
JPS6398557A (ja) | 低温作動型酸素センサ | |
JPH03120456A (ja) | 酸素センサ | |
NAKAYAMA et al. | CO2 gas sensor using the potassium ionic conductor K2O-Sm2O3-6SiO2 | |
RU2044309C1 (ru) | Электродный материал твердоэлектролитного электрохимического датчика | |
JP2000292408A (ja) | センサデバイス | |
SU1041605A1 (ru) | Анод дл получени кислорода |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20080317 |