No와 NO2 동시 반응을 통한 자동차용 혼합전위 방식 NOx 센서의 감지 기구 = Sensing mechanism of mised potential NOx sensor for automotive exhaust in simultaneous response to NO and NO2 mixture gas

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700도 이상 고온의 배기가스로부터 정확한 NOx 총량을 안정적으로 측정하기 위해 혼합전위방식의 NOx 센서를 채택하였다. 이를 위해 NOx를 효과적으로 감지 할 수 있는 감지 물질 NiO-YSZ와 CuO를 합성하였으며 이를 바탕으로 센서의 알고리즘을 개발하였다. 전해질은 기존에 산소 센서에 적용되어 안정성이 입증된 지르코니아 산소 이온 전도체를 이용하였으며 다양한 감지 물질을 합성하여 실험을 수행한 결과 CuO와 NiO-YSZ의 혼합물이 700도의 산소가 10% 함유된 환경에서 각각 61mV($NO_2$ 350ppm+NO 135ppm)와 81mV($NO_2$ 350ppm+NO 135ppm)로 가장 좋은 감도, 반응 속도와 회복속도를 안정적으로 나타내어 감지 물질로 선정하였다. 선정된 감지 물질위에서 NO와 $NO_2$가 동시에 존재할 때 NOx의 반응 특성을 알아보기 위해 Potentiotat을 이용하여 I-V 커브를 분석한 결과 NO와 $NO_2$의 반응이 독립적으로 일어나는 것이 아닌 NO와 $NO_2$의 비율 즉, 총 NOx양을 구성하는 NO와 $NO_2$의 비율에 따라 분극곡선이 변화함을 확인 할 수 있었다. 또한, 다양한 농도의 NO와 $NO_2$에 따른 기전력 변화를 알아봄으로써 NO의 농도 변화에 따라 기전력은 선형적으로 변하고 $NO_2$의 농도에 변화에 따라 대수적 관계를 갖는 것을 확인할 수 있었다. 마지막으로 위와같은 결과로부터 혼합전위방식의 NOx 센서의 알고리즘을 개발하여 서로 다른 감지 물질을 갖은 혼합전위 방식의 NiO-YSZ 감지 전극 센서와 CuO 감지 전극 센서를 이용하여 $NO_2$가 풍부한 영역에서의 각각의 NO와 $NO_2$뿐만 아니라 NOx 총량을 측정할 수 있는 센서를 개발하였다.
Advisors
Park, Chong-Ookresearcher박종욱researcher
Description
한국과학기술원 : 신소재공학과,
Publisher
한국과학기술원
Issue Date
2007
Identifier
268845/325007  / 020053381
Language
kor
Description

학위논문(석사) - 한국과학기술원 : 신소재공학과, 2007. 8, [ iv, 59 p. ]

Keywords

NOx sensor; high temperature operation; mixed potential; automotive exhaust gas; YSZ; 질소산화물 센서; 고온 구동; 혼합전위; 자동차 배기가스; 산소이온전도체

URI
http://hdl.handle.net/10203/51291
Link
http://library.kaist.ac.kr/search/detail/view.do?bibCtrlNo=268845&flag=dissertation
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MS-Theses_Master(석사논문)
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