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세라믹스의 핫 스폿 현상을 이용한 산소센서

전문가 제언
○ 가스센서는 혼합 기체에서 검출되는 가스를 선택적으로 감지하고, 기전력이나 저항치, 흡광도 등의 신호로서 검출량을 출력하는 장치이다. 가스센서가 실용화 되려면 몇 가지의 조건에 만족해야한다. 그 요건이 4S이며 Sensitivity, Selectivity, Stability, Speed를 충족시켜야 한다.

○ 가스센서는 반도체 센서, 고체전해질을 이용한 기전력방식 센서, 고체전해질, 접촉연소식 센서 등이 실용화 또는 검토되고 있다. 고체전해질을 이용한 센서로는 기전력 검출방식과 전류 검출방식으로 나누어진다. 현재 Y2O3을 이용한 안정화 ZrO2 산소센서가 많이 보급되어 있다. 고체전해질의 Y2O3 안정화 ZrO2는 작동온도가 600℃ 이상으로 높아 전극의 성능 차가 나타나기 어려운 상황이다. 이 센서는 응답성 향상을 위하여 히터 장치에 의한 센서촉매의 온도제어가 필수이다. 따라서 이 센서는 구조가 복잡하고 많은 제조공정이 필요하게 된다.

○ 산소센서는 주로 전기전도성 산화물의 저항률이 분위기의 산소분압에 의존하는 특성을 이용하는 것이 있다. 이 문헌에서는 고온초전도체인 LnBa2Cu7O7-δ(Ln:희토류원소)의 핫 스폿 현상을 이용하여 산소센서를 개발하는 것에 대해 설명하고 있다.

○ 선재에 전압을 인가하는 간단한 조작으로 핫 스폿이 발생하는 현상을 이용하면 전원, 전류계, 세라믹 선재로 구성된 매우 단순한 산소센서를 제작할 수 있다.

○ 센서기술은 일본이 앞서 있다. 국내에서도 센서관련 연구는 활발히 추진하고 있으며, 우리나라의 전자관련 기술과 어울리는 분야라고 판단된다. 향후 새로운 재료 개발, 설계기술의 진전이 기대되며 국가주도의 체계적인 연구가 필요하다고 생각된다.
저자
Tomoichiro Okamoto
자료유형
학술정보
원문언어
일어
기업산업분류
재료
연도
2009
권(호)
44(2)
잡지명
セラミックス
과학기술
표준분류
재료
페이지
107~112
분석자
김*환
분석물
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