气体传感器的制作方法

专利名称：气体传感器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电化学气体传感器，它有至少一个第一和至少一个第二电极。此 外，本发明涉及一种制造电化学气体传感器的方法和一种电化学气体传感器的工作方法。
背景技术：
如今已经在许多技术领域使用气体传感器，以满足对环境相容性和安全性越来越 高的要求。使用气体传感器的一个例子是，探测柴油机排气系统中的氨，nh3。它可以在称 为SCR的选择性催化还原时形成，借助该反应应降低氮氧化物，亦即NOx的排放。众所周知，为了探测汽车排气系统中的氨采用所谓的混合电位传感器。在这种电 化学气体传感器中，第一电极和第二电极与含有应探测气体例如氨的气体环境接触，在这 里第二电极用与第一电极不同的材料制造。这两个电极通过一种离子导电材料，亦即电解 的材料连接，例如YSZ(钇稳定氧化锆，Yttrium-stabilisiertes Zirkonoxid)。取决于气 体浓度，在电极之间形成一种电动势(EMK)，亦即电压。该电压被用作测量信号。所述第 二电极在此通常称为钝态电极并且例如用钼制造。所述第一电极通常称为活性电极，并由 一种复合的混合物制造，该混合物包括金属氧化物，例如混合有例如一种金属如5%镁的 铋-钒-氧化物，BiV04。在此，这些复合的混合材料必须满足一系列要求。例如它们必须 有足够的导电能力。此外它们对于多次加热和在使用时身处的腐蚀性的气体环境必须具有 足够的热和化学稳定性。最后，这些复合的混合材料必须是尽可能选择性催化的，也就是 说，它们必须在要测量的气体环境内引起数量尽可能少的化学反应，在理想的情况下正好 一次。已知传感器的缺点是，它们的结构，尤其是复合的第一电极的结构非常复杂。

发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种电化学气体传感器及其制造方法，借此 可以实现一种简单的结构。此外还应为这种气体传感器提供一种工作方法，该工作方法能 够扩大功能范围。有关电化学气体传感器的技术问题通过一种电化学气体传感器解决。其具有一个 第一和一个第二电极，这两个电极通过离子导电材料连接，第一电极至少部分被第一种催 化活性材料覆盖。有关制造方法的技术问题通过一种电化学气体传感器的制造方法解决。其中，制 备一种离子导电材料，制出与所述离子导电材料相连的第一电极，以及与所述离子导电材 料相连的第二电极，将第一种催化材料以这样的方式施加在第一电极上，即，使第一电极至 少部分被该第一种催化材料覆盖。最后，有关工作方法的技术问题通过一种电化学气体传感器的工作方法解决。其 中，在所述第一电极与第二电极之间确定一个电压作为测量信号。按本发明的电化学气体传感器有一个第一和一个第二电极。这两个电极通过离子 导电材料连接。第一电极至少部分被第一种催化活性材料覆盖。
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这种电化学气体传感器优选地基于，在电极之间存在可催化氧化的气体的情况下 按已知的方式形成一种电动势(EMK)，亦即电压。电极通常用于分接量取所述电压；因此电 极相宜地具有足够的电导率。离子导电材料也称为电解材料。在按本发明的电化学气体传感器中，优选地 采用固体电解材料。为此例如使用已知也称为YSZ的钇稳定氧化锆或钪稳定氧化锆 ScSZ(Scandium-stabilisiertes Zirkonoxid)0在电化学气体传感器中电极恰当地不互相直接接触，而是分别与电解质接触，以 便允许在电极之间形成作为对气体的反应的电压。为此传感器有不同的结构可能性。优选地，传感器设计为平面结构形式。为此优选 地使用一个底物。它例如可以是一个氧化铝薄片。其它可能性例如是蓝宝石、石英或硅底 物。底物直接或间接地带有其他器件，亦即至少带有所述的电极、离子导电材料和催化层。 这些又设计为向上层叠的层结构。另一种结构可能性是一种非平面的结构。这种结构的一 个例子是，一个纺锤形的铝件上带有它器件。在这种情况下电极可设计为线材，它们同时用 作传感器的吊挂装置。也不是在任何情况下都需要底物。例如电极或离子导体可设计为带 有电化学传感器。所述第一电极按本发明被第一种催化活性层部分覆盖或完全覆盖。优选地，在离 子导电材料的区域内实现覆盖。优选地，但非强制的，催化活性层在离子导电材料的区域内
完全覆盖第一电极。在按本发明的制造按本发明的气体传感器的方法中，制备一种离子导电材料。与 这种离子导电材料相连地制造出第一和第二电极。最后，第一种催化材料以这样的方式施 加在第一电极上，以使第一电极至少部分被它覆盖。在此，步骤的顺序不重要，其中，优选地 这样实施所述制造，以使在传感器内存在一些区域，第一种催化材料和离子导体可以在这 些区域内相遇，并与此同时允许气体进入这些区域内。在按本发明的气体传感器的按本发明的工作方法中，在第一电极与第二电极之间 确定一个电压作为测量信号。在本发明中得知，已知的具有两个电极的电化学传感器存在的问题是，其中除一 个通常称为钝态的电极外还使用一个活性电极，该活性电极由一种复合的混合材料制成。 在此，这种混合材料必须一方面有足够导电能力，以满足电极的功能，并且另一方面在测量 环境内有足够的化学和热稳定性。这些电极的制造复杂，但尽管如此，这些例如用一种金属 氧化物如BiVO4和例如5%镁组成的混合物制成的电极，仍然没有最佳的电导率。反之，如果将所述的电极功能分开，将有利地得到一种非常简单的结构，并因而使 传感器的制造更简单和更经济。为此，按本发明规定第一电极与第一种催化活性材料连接。有利地可以将多个按本发明的传感器组合为一个传感器系统，于是这一系统可有 多个第一和第二电极。在这种情况下可以有利地省去多余的构件，这样可以在平面的结构 中只使用一个底物，或例如为多个电极只使用一个离子导电层。所述系统可例如用于获得 更多有关气体成分的信息，或冗余地获知一些相同的信息。因此也可以实现一种根据传感器的设计也可以称为活性电极的第一电极，它优选 地在其整个延伸长度上比已知的活性电极有更高的导电能力。与此同时，有关于第一种催 化活性材料，可有利地使用一种例如由轿车废气净化或燃烧设备领域已知的材料。在这里所述材料的电阻率并不重要，因为这种材料不必导电，因此电阻率可大可小。已知的这些材 料往往比较容易利用，并且它们的化学及热稳定性是已知和/或最佳的。按本发明一种有利的设计，第一电极的至少20%由一种金属组成。按另一些变型 设计方案，电极的至少50 %或至少95 %由一种金属组成。在这里由20 %、50 %或95 %的金 属混合物或合金组成的结构同样是可能的。按一种特别有利的设计，所述电极在可行的范 围内完全用金属或金属混合物或合金制成。由此实现一种特别容易的制造以及一种简单和 便宜的结构，其中，电极的电导率按最佳的方式非常高。可能的金属例如是金或钼，它们尤 其特别适合在高温下使用。但也可以根据应用情况采用其他金属，例如铝或钨/钛合金。按一项设计，金属混合物也可以是非均勻的，例如将一种金属施加在另一种金属 上，以例如保证整个电极更好地附着。对于层状结构的另一种可能性在于，在第一电极中设 一个材料层，该材料层使例如由电解质组成的异种材料难以扩散。特别有利的是，如果按本发明另一项设计的电极用相同的材料制成。其结果是制 造可以更简单，因为两个电极例如可以在一道工序中生产。但也可以与之不同，为两个电极使用不同的材料。若例如为第一电极采用一种金 属，这种金属使例如由第一种催化活性材料组成的异种材料难以扩散，则这样做是有利的。 在这种情况下第二电极可以用一种更简单或更便宜的材料制成。所述电化学气体传感器另一项有利的设计在于，它有至少另一个第一电极。此时 该第一电极优选地至少部分被另一种催化活性材料覆盖。如在第一电极中那样，在这里可 以设置一种或多种催化材料。由此可以确定和评估多个电极彼此的相对电压。这可带来冗 余的并因而可靠的信号或带来附加的信息内容。为此优选地确定在每个第一电极与第二电极之间的电压并用作测量信号。按一项优选的设计，将所述第一种催化活性材料选择为与另一种催化活性材料不 同。这意味着两个或多个第一电极分别与不同的催化材料接触。从而可以获得附加的独立 测量信号，它们例如可以更准确地对气体成分作出说明。即使若一个或两个电极在某种程 度上对两种气体做出反应，也可以例如由两个电极的信号推断出两种气体的浓度。因此可 以通过两个或多个第一电极实现一种集成的传感器阵列，亦即实现一种多传感器排布。在 这里同样保持按本发明的制造和结构比较简单的优点，因为在此，导电和催化活性的功钝 也被分配到电极与各自的催化活性材料之间。可以将传感器的结构设计为，给每个第一电极设置一个通常称为基准电极的第二 电极。然而优选的是，传感器有正好一个第二电极，因为由此可以节省空间并实现一种更简
单的结构。优选地使用在温度低于800°C时的电阻率至少为1 μ Ωm的第一种催化活性材料。 在另一可选方案中，材料在温度低于800°C时的电阻率至少为ΙπιΩπι;或者，该材料在温度 低于400°C时的电阻率至少为1μ Ωπι或Ιι Ωπι。本发明另一项设计规定，第二电极至少部分被第二种催化活性材料覆盖。这最终 意味着，至少第一和第二电极设计为类似或相同的结构。在这种情况下不可能将电极具名 地区分为一个活性的和一个钝态的电极，确切地说这些电极是平等的。因此优选地使第一 种催化活性材料与第二种催化活性材料不同。由此，如果两个电极处于基本视为相同的气 体混合物的所述测量环境内，可以实现一个气体信号。
但可选地也可以使用相同的催化材料。如果电极处于不同的气体环境，例如其中 一个电极处于环境空气，而另一个则处于测量气体环境中，那么这种方案是恰当的。按另一种可选择的方案，所述第二电极至少部分被一种防护材料覆盖，尤其是一 种钙钛矿、陶瓷或催化防护材料。由此可以保证更高的化学稳定性。按本发明一项有利的设计，第一、第二和/或另一种催化材料具有SCR催化剂，例 如一种沸石或一种金属氧化物如氧化钛或氧化钒，或具有NOx储存催化剂，例如含钡的钼。 所述SCR催化剂涉及一些众所周知的使用于选择性催化还原反应( = SCR)的材料。这些 材料已知具有化学和热学稳定性并因此可以理想地使用。此外它们可以不困难地被制造。如果按另一项有利的设计，所述第一、第二和/或另一种催化材料是多孔的，则气 体可以更好地进入并因而提供更好的传感器信号。电化学气体传感器优选地有一个加热元件。在传感器为平面结构的情况下，这种 加热元件可例如设计为回纹形加热器，亦即设计为电阻加热器。另一种可选择的方案是线 材螺旋加热丝，在该线材螺旋加热丝上传感器例如设计在一个陶瓷外套上。也可以设置多 于一个的加热元件。例如对每个第一电极可以使用一个加热元件。另一个例子是，传感器 有一个第一和一个第二电极，并且对每个电极有一个加热元件。一个或多个加热元件用于加热所述传感器，尤其是为了将催化活性材料置于最佳 的工作温度。在此，所述最佳温度与材料类型和要探测的气体有关。因此有利的是，按本发 明另一项设计，将一个或多个加热器这样设计并使用，以使至少一部分电极在连续工作时 可以被恒定地加热到不同的温度。由此例如可以使每个电极独立地保持在自己的最佳温 度，这使传感器的使用可以有更大的灵活性。在这里电极的温度优选地相差至少20°C，尤其 相差至少ioo°c。为了避免加热器内的电压降对测量的负面影响，可以在加热器与电极之间设置屏 蔽装置，例如形式上为加热元件与电极之间的一个等势层。所述电化学气体传感器优选地具有一个温度传感器，在此温度传感器例如也可以 在一个包括一个可能存在的加热器的元件内实现，例如设计为钼回纹形加热器。特别有利的是，如果按本发明的另一项扩展设计创建一种组合式气体传感器，其 中，除了电化学气体传感器外，附加地设计一个电阻式气体传感器。为此将至少一个第三电 极设置为，能确定第一种催化材料的电导率，或也能确定第二或另一种催化材料的电导率。 为此优选地使第三电极与第一、第二或另一种催化材料直接接触。在这种情况下明显为了 测量第一种催化材料相宜的是，如果第三电极不同时与第一或第二电极直接电接触。由此可能的是，除了一个或多个电化学测量信号外，还得到另一个独立的信号，它 根据材料可对应于一个电阻式气体传感器。特别有利的是，电阻式传感器通常需要的构件， 如加热器或电读出器，以最低成本实现或已经存在。按本发明的设计，也可以使用两个自己的第三电极用于读出电阻。该第三电极可 例如设计为所谓叉指式触头，亦即设计为手指状或梳齿状触头。这在催化材料的电阻大时 是特别有利的，因为通过叉指式触头测量出的电阻较小。如果存在多种催化活性材料，也可以按本发明的设计实现多个电阻式气体传感 器。在这里也可以通过放在下面的电极的材料，例如金和钼，形成相同催化活性材料不同的 敏感特性。为此恰当地为每一种催化活性材料设置至少一个第三电极。
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另一个可选的或附加的设计可能性在于，为了确定催化层的电阻，通过第三电极 相应的设计实现一种4点式测量结构。第三电极优选地至少部分布置在第一、第二或另一种催化活性材料上面。可选的 是，一个或多个第三电极布置在第一或其它电极上面和第一或第二或另一种催化活性材料 下面，此外优选地在这些第三电极与第一电极之间还设置一种电绝缘的多孔材料。所介绍的传感器可有利地在传感器系统中使用。在此按一项设计，也可以在至少 一部分气体传感器中，在至少有其中一个电极的区域内，形成一个可确定的氧分压，例如通 过该电极与环境空气相连，而其他电极与测量气体相连。所述系统或所述传感器有利的应用包括-在轿车PKW或卡车LKW，尤其在柴油车的排气系统中，例如为了在SCR时探测氨， 但也可以用于探测其他重要的废气，-在燃烧设备、发电厂或燃气轮机中用于探测废气，-与催化剂结合，借助传感器或传感器系统的测量结果，可以监测催化剂的状态，-在LKW中用于探测氨，在其过量时应确定，是否存在足够的或究竟是否存在用于 SCR的尿素，-在生产肥料时用于探测氨，-在使用氨的冷却设备中探测漏泄。在这些例子中主要提到的是氨探测的应用，但传感器绝不局限于此。可以探测的 气体，可有利地通过恰当选择催化活性材料非常灵活地调整。


下面借助附图中举例表示的实施可能性，说明本发明的其他优点和详情。附图 中图1和2表示包括两个电极的电化学气体传感器的俯视图和侧视图；图3和4仍用俯视图和侧视图表示包括三个电极的电化学气体传感器；图5和6表示电化学和电阻的组合式气体传感器的俯视图和侧视图；图7和8表示电化学和电阻的组合式气体传感器的俯视图和侧视图；图9示意地表示两种催化活性材料的测量信号与NO和NH3浓度的关系；图10和11示意地表示电化学和组合式传感器对于NO和NH3不同浓度的反应随 时间的变化过程。
具体实施例方式图1和2示意地表示本发明一种可能的实施形式，其中图1表示第一种电化学气 体传感器10的一部分的俯视图，并且图2表示从传感器正面看此同一个传感器10。第一种 电化学气体传感器10与其它作为举例的传感器方案20、30、40完全一样，设计为平面传感 器。这意味着，传感器的主要元件按层施加在陶瓷底物1上，其中，这些层与其侧向尺寸相 比大多很薄。按本发明的传感器也可以按非平面的技术制造。例如，也喜欢将气体传感器 制成氧化铝的细管。按图1和2的第一种传感器方案10构建在陶瓷底物1上。该陶瓷底物1例如由氧化铝Al2O3组成。底物的在图2中表示为下侧的一侧具有一个在这种情况下钼制的回纹 形加热器12。陶瓷底物1的另一侧有一个电解质层2，例如用通常称为YSZ的钇稳定氧化 锆组成。在电解质层2上，并列地设置第一钼电极4和第二钼电极3。它们超过电解质层2 伸出并且用于气体传感器10的在图中没有进一步示出的电抽头。第一钼电极4在电解质 层2的区域内被一个催化剂层5覆盖。也就是说，第一种传感器方案10有利地通过一种可简单制造的结构实现，亦即使 用两个例如完全一样的钼电极3、4。对于不同气体的不同反应通过在第一钼电极4上的催 化剂层5实现。图3和4示意地表示第二种传感器方案20。在此，第二种传感器方案20的结构部 分类似于第一种传感器方案10，以下详细说明其区别。与第一种传感器方案10相比，第二 种传感器方案20具有另一个第三钼电极6，其中，该第三钼电极6被另一个催化剂层7覆 盖。恰当的是，若所述另一个催化剂层7用一种与催化剂层5不同的材料组成。由此有利 地形成了第三钼电极6和第一钼电极4不同的气体灵敏度，因此第二种传感器方案20可以 比第一种传感器方案10提供更多信息。在一种实施例中使用对顯3和NO敏感的第一种催化剂。另一个第一电极有第二种 催化剂，它仅对NH3有反应。由这些电极可以获得一些示意地在图9中示出的信号。在图9 中可以看出，所述第二种催化剂对NO没有反应。通过恰当比较测量信号，例如通过线性组 合，可以根据这些测量信号确定NO和NH3的浓度。此外图10示意地表示在将不同浓度的 NO和NH3添加到这种气体传感器所在环境中时的反应，亦即对于两种催化剂可以在电极上 截取的测量信号。图5和6示意地表示第一种组合式传感器30。在这里为了看得更加清楚，在图5 中没有示出陶瓷底物1。所述第一种组合式传感器30类似于所述第一种传感器方案10具有一个第一和一 个第二钼电极3、4，其中，第一钼电极4仍被一个催化剂层5覆盖。但是与第一种传感器10 相比，第一种组合式传感器30有一个第一附加电极8，它部分处于催化剂层5上面。由此除 了第一钼电极4外，通过第一附加电极8形成与催化剂层5的另一个电接触。通过第一钼 电极4和第一附加电极8，可以得知并量取催化剂层5电导率的变化。所述电导率的变化可 以用作除了在第一和第二钼电极3、4上量取的电化学测量信号之外附加的另一个测量信 号。因此催化剂层5与第一附加电极8和第一钼电极4相结合，起电阻式气体传感器的作 用。若催化剂层5是一个金属氧化物层，则这是一种电阻式金属氧化物气体传感器。因此， 第一种组合式传感器30是一种电化学气体传感器与电阻式气体传感器的组合。图7和8示意地示出了按本发明的结构的另一种可选的、形式上为第二种组合式 气体传感器40的方案。第二种组合式气体传感器40现在在电解质层2上仍有带有催化剂 层5的第一钼电极4。此外，现在在第二钼电极3上设计另一个催化剂层7。在此恰当的是， 若所述另一个催化剂层7与所述催化剂层5由不同的材料组成。为了在第二种组合式传感 器40中仍能实现一种电阻式气体传感器，设计有一个第一附加电极8和一个第二附加电极 9。该第一和第二附加电极部分处于催化剂层5上，以及在催化剂层5的区域内设计为所谓 的叉指式触头。因此，在第二种组合式传感器40中，催化剂层5的电导率通过所述第一和 第二附加电极8、9确定。第一钼电极4在此处不必参与。
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有利的是，如果所述另一个催化剂层7具有大的电阻率，或取代所述另一个催化 剂层7，在第二钼电极3上安置一个绝缘的防护层。在这种情况下，可以如图7中表示的那 样，所述第二附加电极9在这种设计方案中可以越过第二钼电极3和另一个催化剂层7或 防护层延伸，而不会造成测量信号明显的误差。图11示意地示出了这种组合式气体传感器的信号变化过程。图中一方面表示电 极之间的电压反应，亦即电化学信号，另一方面表示催化剂电导率的反应，亦即电阻信号， 它类似于一个金属氧化物气体传感器的电阻信号。在此也可以通过恰当组合测量信号，例 如通过线性组合，确定目标气体在此例如NO和NH3的浓度。在通过第二种传感器方案20和第二种组合式传感器40提供的实施可能性中，一 种特别有利的设计可能性在于，这样设计回纹形加热器12，使它将陶瓷底物1并因而将各 传感器20、40在不同的位置以不同强度加热。由此可以实现，在传感器上不同的催化剂层 5、7处于各自不同的、尽可能最佳的温度。另一种可选方案在于，使用多个可彼此分开工作 的回纹形加热器。另一种有利的、在图2、6和8中举例表示的设计可能性在于，使用一个所 谓的等势层11。这种以恰当的方式具有金属特性的导电层11恰当地平面状集成在陶瓷底 物1中，以及防止回纹形加热器12上的压降对可在电极、4、6之间量取的电压产生影响此外 恰当地，将加热器12同时用作温度传感器。
权利要求
一种电化学气体传感器(10、20、30、40)，其包括一个第一和一个第二电极(3、4、6)，其中 所述电极(3、4、6)通过离子导电材料(2)连接，以及 所述第一电极(4、6)至少部分被第一种催化活性材料(5)覆盖。
2.按照权利要求1所述的电化学气体传感器(10、20、30、40)，其中，第一电极(4、6)的 至少20%由一种金属组成，尤其是金或钼。
3.按照权利要求1或2所述的电化学气体传感器(10、20、30、40)，其中，所述电极用同 样的材料制成。
4.按照前列诸权利要求之一所述的电化学气体传感器(10、20、30、40)，包括至少另一 个第一电极(6)，它至少部分被至少另一种催化活性材料(7)覆盖。
5.按照权利要求4所述的电化学气体传感器(10、20、30、40)，其中，所述第一种催化活 性材料(5)不同于所述另一种催化活性材料(7)。
6.按照前列诸权利要求之一所述的电化学气体传感器(10、20、30、40)，它只有一个第 二电极⑶。
7.按照前列诸权利要求之一所述的电化学气体传感器(10、20、30、40)，其中，所述第 一种催化活性材料(5)在温度低于800°C时的电阻率至少为Ωπι。
8.按照前列诸权利要求之一所述的电化学气体传感器(10、20、30、40)，其中，所述第 二电极(3)至少部分被第二种催化活性材料(7)覆盖。
9.按照权利要求8所述的电化学气体传感器(10、20、30、40)，其中，所述第一种催化活 性材料(5)不同于所述第二种催化活性材料(7)。
10.按照前列诸权利要求之一所述的电化学气体传感器(10、20、30、40)，其中，第一、 第二和/或另一种催化材料(5、7)具有SCR催化剂或NOx储存催化剂。
11.按照前列诸权利要求之一所述的电化学气体传感器(10、20、30、40)，其中，第一、 第二和/或另一种催化材料(5、7)是多孔的。
12.按照前列诸权利要求之一所述的电化学气体传感器(10、20、30、40)，其中，所述第 二电极(3)至少部分被一种防护材料覆盖，尤其是一种钙钛矿的、陶瓷的或催化防护材料。
13.按照前列诸权利要求之一所述的电化学气体传感器(10、20、30、40)，它有至少一 个加热元件(12)。
14.按照权利要求4至10之一所述的电化学气体传感器(10、20、30、40)，它的每个第 一电极(3、6)有至少一个加热元件(12)。
15.按照权利要求13或14所述的电化学气体传感器(10、20、30、40)，其中，所述加热 元件(12)设计为，可以同时将所述电极(3、4、6)加热到不同的温度。
16.按照权利要求13至15之一所述的电化学气体传感器(10、20、30、40)，它在所述加 热元件(12)与电极(3、4、6)之间有一个等电势层(11)。
17.按照前列诸权利要求之一所述的电化学气体传感器(10、20、30、40)，它有一个温 度传感器。
18.按照权利要求17和权利要求13至16之一所述的电化学气体传感器(10、20、30、 40)，其中，所述温度传感器和加热元件(12)设计为一个元件。
19.按照前列诸权利要求之一所述的组合式气体传感器(30、40)，其中，除了电化学气体传感器(10、20、30、40)外，附加地实现一种电阻式气体传感器，为此将一个第三电极(8、 9)设置为，使它与第一种催化材料(5)直接接触而不与第一电极(4)直接接触。
20.按照权利要求19所述的组合式气体传感器(30、40)包括另一个第三电极(8、9)。
21.按照权利要求20所述的组合式气体传感器(30、40)，其中，所述第三电极(8、9)设 计为叉指式电极。
22.按照权利要求19至21之一所述的组合式气体传感器(30、40)，其中，所述第三电 极(8、9)至少部分布置在第一种催化活性材料(5)上面。
23.按照权利要求19至21之一所述的组合式气体传感器(30、40)，其中，一个或多个 第三电极(8、9)布置在第一电极(4)上面和第一种催化活性材料(5)下面，此外在所述第 三电极(8、9)与第一电极(4)之间还设置一种电绝缘的多孔材料。
24.一种包括至少一个按照前列诸权利要求之一所述的气体传感器(10、20、30、40)的 传感器系统，其设计为，在至少一部分气体传感器(10、20、30、40)中，在每个电极(3、4、6) 的区域内，形成一个可确定的氧分压。
25.一种制造按照权利要求1至23之一所述的电化学气体传感器(10、20、30、40)的方 法，其中-制备一种离子导电材料(2)，-制出与所述离子导电材料⑵相连的第一电极(4、6)，以及-制出与所述离子导电材料⑵相连的第二电极(3)，-将第一种催化材料(5)以这样的方式施加在第一电极(4)上，即，使第一电极(4)至 少部分被该第一种催化材料(5)覆盖。
26.一种按照权利要求1至23之一所述的电化学气体传感器(10、20、30、40)的工作方 法，其中，在第一电极(4、6)与第二电极(3)之间确定一个电压作为测量信号。
27.按照权利要求26所述的方法，其中，使用一个按照权利要求4至23之一所述的、包 括至少两个第一电极(4、6)的气体传感器(20)，其中，对于第一电极(4、6)，分别在各个第 一电极(4、6)与第二电极(3)之间确定一个电压作为测量信号。
28.按照权利要求26所述的方法，其中，使用一个按照权利要求19至23之一所述的组 合式气体传感器(30、40)，并且确定至少一个催化层(5、7)的电阻作为附加的测量信号。
29.按照权利要求26至28之一所述的方法，其中，在第一或第二电极(3)的区域内，形 成一个恒定的氧分压。
全文摘要
本发明涉及一种电化学气体传感器，为了简化结构，该气体传感器布置有一个由基本材料如铂组成的并具有催化覆盖层的活性电极。所述覆盖层保证气体的催化反应，以及热和化学稳定的催化剂被用作覆盖层，例如选择性催化还原SCR催化剂或NOx储存催化剂或沸石。
文档编号G01N27/407GK101918824SQ200880125068
公开日2010年12月15日 申请日期2008年12月1日 优先权日2007年12月10日
发明者丹尼拉·舍诺尔, 克斯廷·威斯纳, 拉尔夫·穆斯, 马克西米利安·弗莱舍, 黛安娜·比斯库普斯基 申请人:西门子公司