Kompetenz Gassensorik

Ein Forschungsschwerpunkt am Lehrstuhl für Funktionsmaterialien ist das Gebiet der chemischen Abgassensorik mit besonderem Fokus auf Dick- und Dünnschichttechnik sowie HTCC und LTCC. Im Mittelpunkt steht neben der umfassenden Charakterisierung unterschiedlichster Materialien auch die Modellierung und Simulation sowohl von Materialparametern als auch der kompletten Transducer-Sensor-Elemente.

Schwerpunkt Sensorpräparation

Die komplette Prozesskette zur Herstellung und Charakterisierung chemischer Gassensoren steht zur Verfügung. Im Einzelnen gehören dazu:

Die gassensitiven Funktionsschichten werden beispielsweise auf Empfindlichkeit, Querempfindlichkeit, Ansprechverhalten oder Vergiftung mit klassischen amperometrischen, resistiven oder potentiometrischen Methoden oder durch Impedanzspektroskopie bis 1600°C unter definierter Atmosphäre charakterisiert.

Schwerpunkt Modellierung

Die gezielte Weiterentwicklung von Sensoren zu hochselektiven und –sensitiven Bauelementen, wie sie beispielsweise für die On-Board-Diagnose (OBD) im Automobil benötigt werden, erfordert ein tiefgehendes Verständnis der zugrunde liegenden Mechanismen. Die aus der Materialcharakterisierung gewonnenen Daten werden daher für die modellhafte Beschreibung des Sensoreffekts herangezogen und ausgewertet.
Nähere Information zu den vorhandenen Simulationstools findet sich unter dem Punkt "Kompetenz – Simulation" bzw. "Ausstattung - Simulation".

Themengebiete und Beispiele

Die Forschungsarbeiten auf dem Gebiet der chemischen Abgassensorik konzentrieren sich derzeit auf folgende Hauptthemen:

• Sensor zur Bestimmung der Abgasrückführungsrate

ausgewählte Publikation zum Thema:
R. Moos, B. Reetmeyer, A. Hürland, C. Plog: Sensor for directly determining the exhaust gas recirculation rate - EGR sensor, Sensors and Actuators B, 119, 57-63, (2006)

• Integrierte hoch-selektive keramische Kohlenwasserstoff-Gassensoren auf Zeolith-Basis

ausgewählte Publikation zum Thema:
G. Hagen, A. Dubbe, G. Fischerauer, R. Moos: Thick-film impedance based hydrocarbon detection based on chromium(III) oxide / zeolite interfaces Sensors and Actuators B, 118, 73-77 (2006)

• Thermoelektrische Gassensoren

ausgewählte Publikationen zum Thema:
F. Rettig, R. Moos: Thermoelectric gas sensors: Proof of reproducibility and geometry independency, The 11th International Meeting on Chemical Sensors, IMCS 11, Brescia, Italy, 16th-19th July 2006, TP 01
F. Rettig, R. Moos, Direct thermoelectric gas sensors: Design aspects and first gas sensors, Sensors and Actuators B, 123, 413-419 (2007)

• Kohlenwasserstoffsensor mit integrierter Referenz

ausgewählte Publikation zum Thema:
K. Sahner, M. Fleischer, E. Magori, H. Meixner, J. Deerberg, R. Moos: HC-sensor for exhaust gases based on semiconducting doped SrTiO3 for On-Board Diagnosis,  Sensors and Actuators B, 114, 861-868 (2006).

• Kohlenwasserstoffsensor auf Basis von p-leitendem Strontiumtitanat-Ferrat

ausgewählte Publikation zum Thema:
K. Sahner, R. Moos, M. Matam M., J. Tunney, M. Post: Hydrocarbon sensing with thick and thin film p-type conducting perovskite materials, Sensors and Actuators B, 108, 102–112 (2005)

• Temperaturunabhängige resistive Sauerstoffsensoren

ausgewählte Publikationen zum Thema:
K. Sahner, J. Straub, R. Moos: Cuprate-ferrate compositions for temperature independent resistive oxygen sensors,  J. Electroceramics, 16, 179-186 (2006)
K. Sahner, R. Moos, N. Izu, W. Shin, N. Murayama, Response kinetics of temperature independent resistive oxygen sensor formulations: a comparative study, Sensors and Actuators B, 113, 112-119 (2006)

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