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Half-cell potential analysis of an ammonia sensor with the electrochemical cell Au | YSZ | Au, V2O5-WO3-TiO2

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Schönauer-Kamin, Daniela ; Fleischer, Maximilian ; Moos, Ralf:
Half-cell potential analysis of an ammonia sensor with the electrochemical cell Au | YSZ | Au, V2O5-WO3-TiO2.
In: Sensors. Bd. 13 (2013) Heft 4 . - S. 4760-4780.
ISSN 1424-8220
DOI: https://doi.org/10.3390/s130404760

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Abstract

Half-cell potentials of the electrochemical cell Au, VWT | YSZ | Au are analyzed in dependence on oxygen and ammonia concentration at 550 °C. One of the gold electrodes is covered with a porous SCR catalyst, vanadia-tungstenia-titania (VWT). The cell is utilized as a potentiometric ammonia gas sensor and provides a semi-logarithmic characteristic curve with a high NH3 sensitivity and selectivity. The analyses of the Au | YSZ and Au, VWT | YSZ half-cells are conducted to describe the non-equilibrium behavior of the sensor device in light of mixed potential theory. Both electrode potentials provide a dependency on the NH3 concentration, whereby VWT, Au | YSZ shows a stronger effect which increases with increasing VWT coverage. The potential shifts in the anodic direction confirm the formation of mixed potentials at both electrodes resulting from electrochemical reactions of O2 and NH3 at the three-phase boundary. Polarization curves indicate Butler-Volmer-type kinetics. Modified polarization curves of the VWT covered electrode show an enhanced anodic reaction and an almost unaltered cathodic reaction. The NH3 dependency is dominated by the VWT coverage and it turns out that the catalytic properties of the VWT thick film are responsible for the electrode potential shift

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Publikationsform: Artikel in einer Zeitschrift
Begutachteter Beitrag: Ja
Institutionen der Universität: Fakultäten > Fakultät für Ingenieurwissenschaften
Fakultäten > Fakultät für Ingenieurwissenschaften > Lehrstuhl Funktionsmaterialien > Lehrstuhl Funktionsmaterialien - Univ.-Prof. Dr.-Ing. Ralf Moos
Fakultäten
Fakultäten > Fakultät für Ingenieurwissenschaften > Lehrstuhl Funktionsmaterialien
Profilfelder > Advanced Fields > Neue Materialien
Forschungseinrichtungen > Forschungszentren > Bayreuther Materialzentrum - BayMAT
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Forschungseinrichtungen
Forschungseinrichtungen > Forschungszentren
Titel an der UBT entstanden: Ja
Themengebiete aus DDC: 600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften > 620 Ingenieurwissenschaften
Eingestellt am: 12 Jan 2015 12:37
Letzte Änderung: 13 Apr 2016 10:01
URI: https://eref.uni-bayreuth.de/id/eprint/5479