RU2044309C1 - Электродный материал твердоэлектролитного электрохимического датчика - Google Patents
Электродный материал твердоэлектролитного электрохимического датчика Download PDFInfo
- Publication number
- RU2044309C1 RU2044309C1 RU92015465A RU92015465A RU2044309C1 RU 2044309 C1 RU2044309 C1 RU 2044309C1 RU 92015465 A RU92015465 A RU 92015465A RU 92015465 A RU92015465 A RU 92015465A RU 2044309 C1 RU2044309 C1 RU 2044309C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- electrode material
- solid
- electrochemical sensor
- electrolyte electrochemical
- electrode
- Prior art date
Links
Landscapes
- Measuring Oxygen Concentration In Cells (AREA)
Abstract
Использование: при контроле и получении кислорода, водорода и других газов. Сущность изобретения: в качестве электродного материала используют дисилицид титана.
Description
Изобретение относится к аналитическому приборостроению, в частности к твердоэлектролитным электрохимическим датчикам и электролизерам, и может быть использовано при контроле и получении кислорода, водорода и других газов.
Актуальной задачей промышленного использования в народном хозяйстве аналитических приборов является замена дорогих электродных материалов из благородных металлов на более дешевые, имеющие высокую электрохимическую активность, стойкие в окислительно-восстановительных средах и не обладающие каталитической активностью.
Наиболее распространенным электродным материалом является металл. Однако условия работы кислородного электрода твердоэлектролитного датчика (как правило, высокие температуры и окислительная атмосфера) ограничивают круг возможных электродных материалов благородными металлами, например платиной, которая обладает каталитической активностью (способствует окислению таких компонент, как NO, CO, Н2 и т.д.).
В [1] предлагают вводить в состав платинового электрода добавки антикатализаторов серу, фосфор, свинец, мышьяк и их соединения. Такой электрод не обладает каталитической активностью, имеет высокую электропроводность.
Однако использование платины и других благородных металлов в качестве электродных материалов очень дорого, и часто приходится искать им замену. Кроме того, электроды с добавками антикатализаторов не имеют высокой стабильности во времени.
Широко используются в качестве электродных материалов оксидные соединения с высокой электронной проводимостью. Это оксиды индия, урана и т.д. и твердые растворы на их основе, а также оксидные соединения со структурой типа перовскита-манганиты, кобальтиты, хромиты, никелаты и соединения на их основе. Например, в [2] в качестве электродного материала предлагается использовать смесь RMeO3 -55-75 мас. CaO остальное, где R редкоземельные элементы; Me Cr, Mn, Co.
Недостатком оксидных электродов является их невысокая устойчивость в восстановительных атмосферах, а также не очень высокая электропроводность и электрохимическая активность.
В восстановительных средах неплохо работают электроды из карбида кремния [3] Однако они неустойчивы в окислительных средах и не обладают достаточной электрохимической активностью.
Важной технической задачей является создание дешевых некаталитических электродов, стойких как в окислительных, так и в восстановительных средах, обладающих высокой электрохимической активностью.
Частично эту задачу решает использование дисилицида молибдена [4] Однако дисилицид молибдена обладает недостаточно высокой электропроводностью и вступает в необратимые химические реакции с кислородом.
Полностью поcтавленную техническую задачу удается решить при использовании согласно изобретению в качестве электродного материала твердоэлектролитного электрохимического датчика дисилицида титана.
Среди силицидов переходных металлов дисилицид титана имеет наименьшее электросопротивление (уступает только дисилициду вольфрама) и наилучшую химическую устойчивость в окислительных и восстановительных средах.
Благодаря большой диффузионной подвижности примесей в дисилициде титана возможно получать электродный материал высокой степени чистоты. Дисилицид титана обладает высокой адгезией к различным твердым электролитам и в силу своих парамагнитных свойств активно взаимодействует с протяженными газовыми молекулами (притягивает в боковом положении к своей поверхности кислород, водород, серный ангидрид и другие молекулы газа, облегчая их дальнейшую диссоциацию и обратимое восстановление или окисление).
В силу перечисленных свойств дисилицид титана обладает уникально высокой электрохимической активностью при использовании в качестве электродного материала, высокой стабильностью и стойкостью к агрессивным газовым средам. Дисилицид титана не обладает каталитической активностью, что повышает представительность контроля при высоких температурах в кислородосодержащих газовых средах с горячими компонентами.
Предлагаемый электродный материал можно применять с различными твердыми электролитами для контроля водорода, диоксида серы, диоксида углерода, кислорода, оксидов азота и т.д. Электродный материал из дисилицида титана был испытан на генераторе водорода.
На рабочую поверхность твердого электролита (насикона) наносили пасту мелкодисперсного порошка дисилицида титана с олеиновой кислотой в качестве связки и отжигали на воздухе при температуре 350оС.
При использовании полученного таким способом электрода удалось достигнуть плотность тока до 400 мА/см2, что сравнимо с характеристиками платинового электрода.
Claims (1)
- ЭЛЕКТРОДНЫЙ МАТЕРИАЛ ТВЕРДОЭЛЕКТРОЛИТНОГО ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОГО ДАТЧИКА, состоящий из дисилицида переходного металла, отличающийся тем, что в качестве металла выбран титан.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU92015465A RU2044309C1 (ru) | 1992-12-30 | 1992-12-30 | Электродный материал твердоэлектролитного электрохимического датчика |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU92015465A RU2044309C1 (ru) | 1992-12-30 | 1992-12-30 | Электродный материал твердоэлектролитного электрохимического датчика |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2044309C1 true RU2044309C1 (ru) | 1995-09-20 |
| RU92015465A RU92015465A (ru) | 1995-09-20 |
Family
ID=20134796
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU92015465A RU2044309C1 (ru) | 1992-12-30 | 1992-12-30 | Электродный материал твердоэлектролитного электрохимического датчика |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2044309C1 (ru) |
-
1992
- 1992-12-30 RU RU92015465A patent/RU2044309C1/ru active
Non-Patent Citations (4)
| Title |
|---|
| 1. Патент США N 3941673, кл. G 01N 27/30, 1976. * |
| 2. Авторское свидетельство СССР N 1389440, кл. G 01N 27/58, 1986. * |
| 3. Патент США N 4049524, кл. G 01N 27/30, 1977. * |
| 4. Заявка ФРГ N 3807752, кл. G 01N 27/50, 1988. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0231766B1 (en) | Proton conductor gas sensor and method of detecting gas using the same | |
| CA1139843A (en) | Oxygen content exhaust gas sensor, and method of its manufacture | |
| Isaacs et al. | Comparison of materials as oxygen catalytic electrodes on zirconia electrolyte | |
| Zha et al. | A sulfur-tolerant anode material for SOFCs | |
| JPWO2006019128A1 (ja) | 金属酸化物電極触媒 | |
| Peña-Martínez et al. | SOFC test using Ba0. 5Sr0. 5Co0. 8Fe0. 2O3− δ as cathode on La0. 9Sr0. 1Ga0. 8Mg0. 2O2. 85 electrolyte | |
| Agrawal et al. | The Control of Oxygen Activities in Argon‐Oxygen Mixtures by Coulometric Titration | |
| Mayo et al. | Electrochemical response to H2, O2, CO2 and NH3 of a solid-state cell based on a cation-or anion-exchange membrane serving as a solid polymer electrolyte | |
| Hibino et al. | Electrochemical oxygen pump using CeO2-based solid electrolyte for NOx detection independent of O2 concentration | |
| Walsh et al. | Nitric oxide reduction using platinum electrodes on yttria-stabilized zirconia | |
| RU2044309C1 (ru) | Электродный материал твердоэлектролитного электрохимического датчика | |
| JPS63501801A (ja) | 固体電解質装置及びその製造方法 | |
| Yoo et al. | Influence of adsorption and catalytic reaction on sensing properties of a potentiometric La2CuO4∕ YSZ∕ Pt sensor | |
| KR100797173B1 (ko) | 금속 산화물 전극촉매 | |
| Schoulert et al. | The reaction kinetics of electrodes on zirconia in H2/H2O gases | |
| JP2012504236A (ja) | 窒素酸化物ガスセンサー | |
| Hansen et al. | Electrochemical reduction of NO and O 2 on oxide based electrodes | |
| KR102337245B1 (ko) | 고체전해질 기반 혼합전위차형 암모니아센서 및 이의 제조방법 | |
| Hibino et al. | Mechanism of NO decomposition in a solid electrolyte reactor by SEP method | |
| Alberti et al. | Use of NiO, anodically doped with Ni (III), as reference electrode for gas sensors based on proton conductors | |
| Yamaji et al. | Comparison between La0. 9Ba0. 1Ga0. 8Mg0. 2O2. 85 and La0. 9Sr0. 1Ga0. 8Mg0. 2O2. 85 as SOFCs electrolytes | |
| US6565737B2 (en) | Method and apparatus for selectively removing oxygen using a non-catalytic electrode in an electrochemical cell | |
| DE19503783C2 (de) | CO¶2¶ - Sensor | |
| WO2003096452A2 (en) | Electrode catalyst for h2s fuel cell | |
| Weitkamp et al. | Electronic conduction and stability of solid electrolytes based on lanthanum gallates |