氧气传感器在节能减排领域中的应用
传统含铅氧气传感器
传统用于排放气体检测的氧气传感器可认为是二电极的金属-空气型电池,它由空气阴极,铅阳极和碱性电解液组成。阴极是涂有活性催化剂的一片聚四氟乙烯(PTFE)薄膜,阳极是一个铅块,它们被包裹在一个金属或塑料的密封容器中。空气通过顶部的毛细管进入传感器,阴阳极通过电流收集导线与传感器的两个引脚相连,如图1所示:
含铅氧气传感器虽说已经有三十多年的历史,但也存在其局限性:
(1) 燃烧产物影响使用寿命。燃烧产物一般都含二氧化碳(CO2)、氮氧化物(NO X)和二氧化硫(SO2)等酸性气体。而传感器内部为碱液,使用时间长之后,碱液PH值下降,燃料铅也会加速消耗,从而缩短传感器寿命。
(2) 不符合无铅要求。含铅的传感器现在虽有RoHS和WEEE的豁免权,但无铅传感器将逐渐取代含铅的传感器,已经成为不可逆转的环保大趋势。
(3) 重量大,体积大。为延长传感器寿命,需要多增加铅的重量。
长效无铅氧气传感器技术特点
针对含铅氧气传感器的缺点,第二代三电极长寿命无铅氧气传感器4OXeco LP应运而生。“eco”意味着“经济”,而“LP”意思是“低功耗”。
首先,从工作原理上看,氧气在4OXeco LP的工作电极上发生还原反应:
(1) 寿命长。整个反应中,高活性的电极只起到了催化氧化或还原的作用,没有任何的消耗,这样就避免了传统铅氧传感器的阳极电极燃料耗尽的问题。4OXeco LP独特的结构设计极好地控制了传感器内部电解液的挥发,因此它的使用寿命也大大超过传统的氧气传感器。在0℃-60℃的温度范围及40% - 75%相对湿度范围内,这款传感器使用寿命可以超过5年。
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