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The Effect of the Thickness of the Sensitive Layer on the Performance of the Accumulating NOx Sensor

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Groß, Andrea ; Richter, Miriam ; Kubinski, David J. ; Visser, Jacobus H. ; Moos, Ralf:
The Effect of the Thickness of the Sensitive Layer on the Performance of the Accumulating NOx Sensor.
In: Sensors. Bd. 12 (2012) Heft 9 . - S. 12329-12346.
ISSN 1424-8220
DOI: https://doi.org/10.3390/s120912329

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Projekttitel:
Offizieller Projekttitel
Projekt-ID
Ohne Angabe
MO 1060/15-1

Projektfinanzierung: Deutsche Forschungsgemeinschaft

Abstract

A novel and promising method to measure low levels of NOx utilizes the accumulating sensor principle. During an integration cycle, incoming NOx molecules are stored in a sensitive layer based on an automotive lean NOx trap (LNT) material that changes its electrical resistivity proportional to the amount of stored NOx, making the sensor suitable for long-term detection of low levels of NOx. In this study, the influence of the thickness of the sensitive layer, prepared by multiple screen-printing, is investigated. All samples show good accumulating sensing properties for both NO and NO2. In accordance to a simplified model, the base resistance of the sensitive layer and the sensitivity to NOx decrease with increasing thickness. Contrarily, the sensor response time increases. The linear measurement range of all samples ends at a sensor response of about 30% resulting in an increase of the linearly detectable amount with the thickness. Hence, the variation of the thickness of the sensitive layer is a powerful tool to adapt the linear measurement range (proportional to the thickness) as well as the sensitivity (proportional to the inverse thickness) to the application requirements. Calculations combining the sensor model with the measurement results indicate that for operation in the linear range, about 3% of the LNT material is converted to nitrate.

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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
Forschungseinrichtungen > Forschungsstellen > ZET - Zentrum für Energietechnik
Forschungseinrichtungen > Forschungsstellen > BERC - Bayreuth Engine Research Center
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Fakultäten > Fakultät für Ingenieurwissenschaften > Lehrstuhl Funktionsmaterialien
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Profilfelder > Advanced Fields > Neue Materialien
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Profilfelder
Profilfelder > Advanced Fields
Forschungseinrichtungen > Forschungszentren
Titel an der UBT entstanden: Ja
Themengebiete aus DDC: 600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften > 620 Ingenieurwissenschaften
Eingestellt am: 19 Jan 2015 11:37
Letzte Änderung: 14 Apr 2016 06:50
URI: https://eref.uni-bayreuth.de/id/eprint/5593