[发明专利]用于电化学气体检测器的微电极

说明书

本文公开了用于电化学气体检测器的微电极。描述了具有电极的电化学气体传感器，该电极具有分布在多孔表面上的催化剂。多孔表面可以是聚四氟乙烯带条。

相关申请的交叉引用

本申请主张2013年6月3号递交的、系列号为No.61/830,392的美国临时申请的优先权，其公开通过引用并入到本文中。

技术领域

本申请涉及电化学气体检测器，其并入了微电极。更特别地，本申请涉及电化学气体检测器，其包括由沉积到多孔表面上的催化剂构成的电极。

背景技术

使用微电极的电化学气体传感器具有多种优点，诸如能够使用快速扫描伏安测量，利用诸如收敛的扩散的特征，以及与常规气体扩散电极相比潜在地更易于构建。然而它们也遭受不足之处。特别地，更难获得可靠的3-相区域，即在到达一个或多个感测电极之前气体不必扩散长距离来穿过电解质的区域。

分析物气体可以溶解在电解质中并且引起背景电流，该背景电流在目标气体被移除后依然保持，结果是慢的响应时间和背景电流误差。

该问题在常规气体传感器中通常通过确保所有目标气体被感测电极消耗(例如通过对至气体扩散电极的流量的毛细管限制)来克服。然而，气体扩散电极的设计是复杂的，特别是当使用诸如离子液体的非水电解质时，并且产生的大的表面积和因此产生的双层电容意味着诸如扫描伏安的动态电化学技术是不可行的。

本领域现阶段的微带电极的示例为制造的那些(http：//www.nanoflex.com/Products/Product/Platinum_Substrate)，其包括在微米尺寸的井中的带状电极。以前人们还使用过沉积在离子传导基底上的线状电极装置(KirsiWallgren2005年在诺丁汉大学的博士论文及其中的参考文献)。微带电极可以通过夹层结构使用例如在基底的表面上微加工的硅层或线状电极来制备。这些方法没有解决确保气体容易地访问感测电极的问题，因为它浸没在电解质内(电解质可以为固体或液体)。

据此，提供了方法和结构，用于利用微电极并且特别是微带电极以使得确保气体快速访问一个或多个感测电极，和/或针对感测电极被打湿的程度的变化来补偿或修正传感器行为。所附的图图示了本文实施例的各个方面。

附图说明

图1A图示了通过EIS找出电解质弯月面的形状和位置的方法。

图1B图示了具有分层的微带电极和一个或多个对/参比电极的井。

图1C图示了氧泵传感器的概念。

图1D图示了位于在扩散膜(diffusion barrier)和电解质之间的接口处的感测电极。

图2A图示了固体电解质和诸如气体扩散电极的电极以“端对”(end on)的方式被使用以产生微带型的系统的配置。

图2B图示了电极和电解质从传感器中突起的配置。

图2C图示了固体电解质、过滤器、和诸如气体扩散电极的电极以“端对”的方式被使用以产生微带型的系统的配置。

图2D图示了若干固体电解质和诸如气体扩散电极的电极以“端对”的方式被使用以产生微带型的系统的堆叠配置。

图3A图示了模拟的检测器的结构。

图3B图示了图3A的检测器的预期的结果。

具体实施方式