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Untersuchung und Optimierung des Sensorverhaltens eines impedimetrischen NOx-Sensors

Title data

Steiner, Monika:
Untersuchung und Optimierung des Sensorverhaltens eines impedimetrischen NOx-Sensors.
Bayreuth , 2020
(Master's, 2020, Universität Bayreuth, Fakultät für Ingenieurwissenschaften, Lehrstuhl für Funktionsmaterialien)

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NOx-Sensoren dienen der Überwachung der Stickoxid-Konzentration im Abgas bei der Abgasnachbehandlung. In dieser Arbeit wurde ein in Dickschichttechnik hergestellter, impedimetrischer NOx-Sensor mit dem sensitiven Material K/Mn/γ-Al2O3 untersucht. Besonderes Augenmerk lag auf der Ammoniak (NH3)-Querempfindlichkeit des Sensors. Ziel dieser Arbeit war es, die Einflussparameter der Querempfindlichkeitsreaktionen zu identifizieren, die Mechanismen zu verstehen und Möglichkeiten zu finden, um Querempfindlichkeiten zu vermeiden oder zumindest zu minimieren. Nachdem zunächst das gassensitive Funktionsmaterial synthetisiert wurde, konnten die katalytischen Eigenschaften durch Pulvermessungen beobachtet und zusätzliche elektrische Effekte durch Sensormessungen analysiert werden. Dabei wurden die Einflussparameter Temperatur, Edelmetallart (Pt, Pd, Rh) und O2-Konzentration variiert. Die Temperaturvariation bei den Pulvermessungen zeigte, dass, unabhängig von einer Edelmetall-Beladung am Material, bei einer Sensor-Temperatur von 650 °C die dosierte Menge an NH3 vollständig zu NO und geringen Mengen zu NO2 umgesetzt wird. Das wiederum erklärt die geringe Unterscheidbarkeit von NO- und NH3, die in den Sensormessungen beobachtet werden konnte. Eine höhere Sensortemperatur trägt zusätzlich dazu bei, die Unterscheidung zwischen diesen beiden Gasen NO und NH3 zu erschweren. Auch eine Edelmetall-Beladung führt zu einer geringeren Unterscheidbarkeit, was durch die katalytisch aktivierte Umsetzung des NH3 zu NO begründet werden kann. Die Variation des O2-Gehalts ergab, dass das NH3 bei geringen O2-Gehalten weniger zu NO und NO2 umgesetzt wird. In den Sensormessungen konnten entsprechend bei geringer O2-Konzentration die Sensorreaktionen der einzelnen Materialvarianten nicht mehr einem konkreten Mechanismus zugeordnet werden.

Further data

Item Type: Master's, Magister, Diploma, or Admission thesis (Master's)
Institutions of the University: Faculties > Faculty of Engineering Science
Faculties > Faculty of Engineering Science > Chair Functional Materials > Chair Functional Materials - Univ.-Prof. Dr.-Ing. Ralf Moos
Profile Fields > Advanced Fields > Advanced Materials
Research Institutions > Research Centres > Bayreuth Center for Material Science and Engineering - BayMAT
Result of work at the UBT: Yes
DDC Subjects: 600 Technology, medicine, applied sciences > 620 Engineering
Date Deposited: 14 Dec 2020 12:08
Last Modified: 14 Dec 2020 12:08
URI: https://eref.uni-bayreuth.de/id/eprint/61025