[發(fā)明專利]用于電化學(xué)氣體檢測器的微電極

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410325566.1
• 申請日: 2014-05-30
• 公開（公告）號: CN104215676B
• 公開（公告）日: 2018-08-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: K·F·E·普拉特;J·查普爾斯;M·G·瓊斯
• 申請（專利權(quán)）人: 生命安全銷售股份公司
• 主分類號: G01N27/30
• 分類號: G01N27/30
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 張凌苗;胡莉莉

本文公開了用于電化學(xué)氣體檢測器的微電極。描述了具有電極的電化學(xué)氣體傳感器，該電極具有分布在多孔表面上的催化劑。多孔表面可以是聚四氟乙烯帶條。

相關(guān)申請的交叉引用

本申請主張2013年6月3號遞交的、系列號為No.61/830,392的美國臨時申請的優(yōu)先權(quán)，其公開通過引用并入到本文中。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請涉及電化學(xué)氣體檢測器，其并入了微電極。更特別地，本申請涉及電化學(xué)氣體檢測器，其包括由沉積到多孔表面上的催化劑構(gòu)成的電極。

背景技術(shù)

使用微電極的電化學(xué)氣體傳感器具有多種優(yōu)點，諸如能夠使用快速掃描伏安測量，利用諸如收斂的擴散的特征，以及與常規(guī)氣體擴散電極相比潛在地更易于構(gòu)建。然而它們也遭受不足之處。特別地，更難獲得可靠的3-相區(qū)域，即在到達一個或多個感測電極之前氣體不必擴散長距離來穿過電解質(zhì)的區(qū)域。

分析物氣體可以溶解在電解質(zhì)中并且引起背景電流，該背景電流在目標(biāo)氣體被移除后依然保持，結(jié)果是慢的響應(yīng)時間和背景電流誤差。

該問題在常規(guī)氣體傳感器中通常通過確保所有目標(biāo)氣體被感測電極消耗(例如通過對至氣體擴散電極的流量的毛細(xì)管限制)來克服。然而，氣體擴散電極的設(shè)計是復(fù)雜的，特別是當(dāng)使用諸如離子液體的非水電解質(zhì)時，并且產(chǎn)生的大的表面積和因此產(chǎn)生的雙層電容意味著諸如掃描伏安的動態(tài)電化學(xué)技術(shù)是不可行的。

本領(lǐng)域現(xiàn)階段的微帶電極的示例為制造的那些(http：//www.nanoflex.com/Products/Product/Platinum_Substrate)，其包括在微米尺寸的井中的帶狀電極。以前人們還使用過沉積在離子傳導(dǎo)基底上的線狀電極裝置(KirsiWallgren2005年在諾丁漢大學(xué)的博士論文及其中的參考文獻)。微帶電極可以通過夾層結(jié)構(gòu)使用例如在基底的表面上微加工的硅層或線狀電極來制備。這些方法沒有解決確保氣體容易地訪問感測電極的問題，因為它浸沒在電解質(zhì)內(nèi)(電解質(zhì)可以為固體或液體)。

據(jù)此，提供了方法和結(jié)構(gòu)，用于利用微電極并且特別是微帶電極以使得確保氣體快速訪問一個或多個感測電極，和/或針對感測電極被打濕的程度的變化來補償或修正傳感器行為。所附的圖圖示了本文實施例的各個方面。

附圖說明

圖1A圖示了通過EIS找出電解質(zhì)彎月面的形狀和位置的方法。

圖1B圖示了具有分層的微帶電極和一個或多個對/參比電極的井。

圖1C圖示了氧泵傳感器的概念。

圖1D圖示了位于在擴散膜(diffusion barrier)和電解質(zhì)之間的接口處的感測電極。

圖2A圖示了固體電解質(zhì)和諸如氣體擴散電極的電極以“端對”(end on)的方式被使用以產(chǎn)生微帶型的系統(tǒng)的配置。

圖2B圖示了電極和電解質(zhì)從傳感器中突起的配置。

圖2C圖示了固體電解質(zhì)、過濾器、和諸如氣體擴散電極的電極以“端對”的方式被使用以產(chǎn)生微帶型的系統(tǒng)的配置。

圖2D圖示了若干固體電解質(zhì)和諸如氣體擴散電極的電極以“端對”的方式被使用以產(chǎn)生微帶型的系統(tǒng)的堆疊配置。

圖3A圖示了模擬的檢測器的結(jié)構(gòu)。

圖3B圖示了圖3A的檢測器的預(yù)期的結(jié)果。

具體實施方式