Selectivity improvement towards hydrogen and oxygen of solid electrolyte sensors by dynamic electrochemical methods

Gas sensing technologies in combustion: A comprehensive review

“…Furthermore, complex perovskite-type oxides are very promising sensitive materials ( Figure 9). It was established that beside the morphology, the electronic and ionic defects in such substituted oxides play an important role for sensitivity and selectivity optimization and trimming [17][18][19]. The main drawback of all mixed potential sensors is their quite high cross-sensitivity to sulfur dioxide as well as long term stability in severe combustion flue gas environment [1].…”

6.2.4 Einsatz der Cyclovoltammetrie zur Steigerung der Selektivität von Festelektrolytsensoren

“…Beispiele für diesen Modus sind die Pulspolarisation [3], die Cyclovoltammetrie [4] oder die Impedanzspektroskopie (EIS) [5]. Es wurde bereits gezeigt, dass bei dynamisch betriebenen Sensoren eine Verbesserung der Selektivität erreicht werden kann, weil unterschiedliche Kinetiken der Elektrodenreaktionen genutzt und so Einzelkomponenten unabhängig voneinander erfasst werden können [6]. In dieser Arbeit wird die Eignung der Cyclovoltammetrie beim Betrieb eines rohrförmigen FES für die Steigerung der Selektivität in Nichtgleichgewichts-Gasgemischen untersucht.…”

“…Der FES ist mit zwei Pt-Elektroden ausgestattet, wobei die Arbeitselektrode auf der Rohrinnenseite in der Messgasatmosphäre und die Referenz-und Gegenelektrode auf der Rohraußenseite an Luft positioniert sind. Es konnte bereits gezeigt werden [4,6], dass mit Hilfe der Cyclovoltammetrie an solchen FES eine selektive Messung in redoxaktiven Gasgemischen möglich wird. Der vorliegende Beitrag hat zum Ziel, die Messbereichsgrenzen für diese Methode genauer zu quantifizieren.…”

“…Weiterhin verschieben sich die CV mit zunehmender H2-Konzentration in anodische Stromrichtung, da im gesamten Scanbereich ein potentialunabhängiger Faradayscher Stromfluss überlagert ist. Ähnliche Experimente zur Charakterisierung der O2-Querempfindlichkeit der H2-Peaks sind in [6] für den Temperaturbereich 700 750°C bei (O2) = 0,2 200 Vol.-ppm beschrieben.…”

“…Einfluss der O2-Konzentration Der in [6] beschriebene Einfluss der Sauerstoffkonzentration im Bereich (O2) = 0 200 Vol.-ppm auf die Peakhöhe der gemessenen H2-Peaks ist auch bei hohen Sauerstoffüberschüssen so gering, dass die H2-Peaks sicher nachweisbar bleiben. Steigt die O2-Konzentration über diesen Bereich hinaus an, sollten sich die H2-Peaks verringern und schließlich verschwinden, da die H2-Oxidation in der Gasphase immer mehr beschleunigt wird.…”