KR101960193B1 - Gas sensor using soda lime glass - Google Patents

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KR101960193B1
KR101960193B1 KR1020170160786A KR20170160786A KR101960193B1 KR 101960193 B1 KR101960193 B1 KR 101960193B1 KR 1020170160786 A KR1020170160786 A KR 1020170160786A KR 20170160786 A KR20170160786 A KR 20170160786A KR 101960193 B1 KR101960193 B1 KR 101960193B1
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gas
gas sensor
electrode
gas sensing
sensing unit
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김상섭
김재훈
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소피아 코스티야
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인하대학교 산학협력단
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Abstract

The present invention relates to a gas sensor using soda lime glass capable of detecting various kinds of gases. According to the present invention, the gas sensor using soda lime glass comprises a gas detection unit including glass; and an electrode disposed on the gas detection unit, wherein the gas is detected through a current change generated as a gas particle is adsorbed in a vacant interstitial.

Description

소다라임 유리를 이용한 가스 센서{GAS SENSOR USING SODA LIME GLASS}[0001] GAS SENSOR USING SODA LIME GLASS [0002]

본 발명은 전기화학적 가스 센서에 있어서, 유리로 가스 센싱부를 제조한 가스 센서에 관한 것이다. The present invention relates to an electrochemical gas sensor, and more particularly, to a gas sensor in which a glass furnace gas sensing portion is manufactured.

가스 센서는 가스를 검출하는 센서의 총칭으로 다양한 가스가 에너지원으로 이용되기 시작함에 따라 공업분야 및 가정용 센서로 높은 수요를 나타내고 있다. 이러한 가스 센서는 사용되는 물질에 따라 가연성 가스 센서와 산소센서 등으로 분류될 수 있다. 또한, 검출방식에 따라 전기적 방법, 광학적 방법, 전기화학적 방법 등으로 분류될 수 있다.Gas sensors are a collective term for sensors that detect gas, and various gases are beginning to be used as energy sources, and thus they are in high demand for industrial and domestic sensors. Such a gas sensor can be classified into a combustible gas sensor and an oxygen sensor depending on the material to be used. In addition, it can be classified into an electrical method, an optical method, an electrochemical method, and the like depending on the detection method.

전기화학적 가스 센서는 전기화학 셀에 의해 가스를 검지하는 형식으로, 정전위 전해식 가스 센서와 갈바니 전기식 가스 센서로 나뉠 수 있다. 넓은 뜻으로는 지르코니아 센서처럼 고체 전해질 가스 센서를 포함하는 경우도 있으나, 일반적으로 전해질 용액을 사용한 것을 지칭한다.The electrochemical gas sensor is a type that detects gas by an electrochemical cell, and it can be divided into electrostatic electrolytic gas sensor and galvanic gas sensor. In general, the electrolyte solution is used, although a zirconia sensor may include a solid electrolyte gas sensor in a broad sense.

한편, 전기화학적 가스 센서 및 이의 제조 방법과 관련하여 한국공개특허 제10-2013-0020219호(이하 '선행기술'이라 약칭함)는 나노포어 전극을 구조적 요소로 포함하는 가스 센서를 개시한다.Korean Patent Laid-Open No. 10-2013-0020219 (hereinafter referred to as "prior art") relates to an electrochemical gas sensor and a method of manufacturing the same, and discloses a gas sensor including a nanopore electrode as a structural element.

한국공개특허 제10-2013-0020219호Korean Patent Publication No. 10-2013-0020219

본 발명의 목적은 유리를 포함하는 가스 센싱부로 구성된 가스 센서를 제공하는데 있다.It is an object of the present invention to provide a gas sensor composed of a gas sensing part comprising glass.

또한, 본 발명의 목적은 산화, 환원가스 및 이산화탄소를 포함한 다양한 기체를 감응할 수 있는 가스 센서를 제공하는데 있다.It is also an object of the present invention to provide a gas sensor capable of sensing various gases including oxidation, reduction gas and carbon dioxide.

본 발명의 실시 예를 따르는 가스 센서는, 유리를 포함하는 가스 센싱부; 및 상기 가스 센싱부 상에 배치된 전극;을 포함한다.A gas sensor according to an embodiment of the present invention includes: a gas sensing part including glass; And an electrode disposed on the gas sensing unit.

또한, 상기 유리는 알칼리 금속 이온, 알칼리 토금속 이온 및 3족 금속 이온으로 이루어지는 군에서 선택되는 1 이상의 도핑 이온을 포함할 수 있다.Further, the glass may include at least one doping ion selected from the group consisting of an alkali metal ion, an alkaline earth metal ion and a Group 3 metal ion.

또한, 상기 유리는 소다라임 유리일 수 있다.Further, the glass may be soda lime glass.

또한, 상기 유리는 판상 형태로 제공될 수 있다.Further, the glass may be provided in a plate form.

또한, 상기 도핑 이온은 5 원자% 이상 포함될 수 있다.In addition, the doping ions may include 5 atomic% or more.

또한, 상기 알칼리 금속 이온은 리튬, 소듐, 포타슘 중에서 선택되는 1 이상의 이온일 수 있다.In addition, the alkali metal ion may be one or more ions selected from lithium, sodium, and potassium.

또한, 상기 알칼리 토금속 이온은 베릴륨, 마그네슘, 칼슘 중에서 선택되는 1 이상의 이온일 수 있다. In addition, the alkaline earth metal ion may be at least one ion selected from beryllium, magnesium, and calcium.

또한, 상기 3족 금속 이온은 보론, 알루미늄, 갈륨 중에서 선택되는 1 이상의 이온일 수 있다.In addition, the Group 3 metal ion may be at least one ion selected from boron, aluminum, and gallium.

또한, 상기 가스 센싱부는 산화가스, 환원가스 및 비활성가스에 감응할 수 있다.In addition, the gas sensing unit may be sensitive to an oxidizing gas, a reducing gas, and an inert gas.

또한, 상기 가스 센싱부는 이산화탄소 가스에 감응할 수 있다.In addition, the gas sensing unit may be sensitive to carbon dioxide gas.

또한, 상기 가스 센싱부는 표면에 금(Au) 입자를 도핑하여 일산화탄소 가스에 감응할 수 있다.In addition, the gas sensing unit may be sensitive to carbon monoxide gas by doping gold (Au) particles on the surface.

또한, 상기 가스 센싱부는 표면에 팔라듐(Pd) 입자를 도핑하여 벤젠 가스에 감응할 수 있다.In addition, the gas sensing part may be sensitive to benzene gas by doping palladium (Pd) particles on the surface thereof.

또한, 상기 가스 센싱부는 표면에 백금(Pt) 입자를 도핑하여 톨루엔 가스에 감응할 수 있다.In addition, the gas sensing part may be sensitive to toluene gas by doping platinum (Pt) particles on the surface.

또한, 상기 전극은 물리적 증착 또는 화학적 증착법으로 배치될 수 있다.In addition, the electrode may be disposed by physical vapor deposition or chemical vapor deposition.

또한, 상기 전극은 금속물질로 제조될 수 있다. In addition, the electrode may be made of a metal material.

본 발명에 따른 가스 센서는 종래에 전기화학적인 방법에서 사용되지 않은 소다라임 유리를 가스 센싱부로 채용함으로써, 용이하게 제조할 수 있는 장점이 있다.The gas sensor according to the present invention has an advantage that it can be easily manufactured by adopting soda lime glass which is not used in the electrochemical method as a gas sensing part.

또한, 본 발명에 따른 가스 센서는 유리 가스 센싱부 상에 이온을 도핑시켜 분극화를 유도함으로써 산화, 환원가스 및 이산화탄소를 센싱할 수 있는 장점이 있다.In addition, the gas sensor according to the present invention has an advantage of being able to sense oxidation, reduction gas and carbon dioxide by inducing polarization by doping ions on the glass gas sensing unit.

또한, 본 발명에 따른 가스 센서는 300 내지 500℃ 온도조건에서 감응하고자 하는 가스 농도에 의존적으로 산화, 환원 및 비활성가스에 감응할 수 있는 장점이 있다. Further, the gas sensor according to the present invention is advantageous in that it can respond to oxidation, reduction and inert gas depending on the gas concentration to be sensed at a temperature of 300 to 500 ° C.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 가스 센서이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 가스 센서의 동작원리를 나타낸다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 표면에 팔라듐 입자가 형성된 가스 센서의 센싱 결과를 나타낸다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 팔라듐 입자가 형성된 유리 가스 센싱부와 팔라듐 입자가 형성되지 않은 유리 가스 센싱부의 센싱 결과를 대비하는 그래프이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 가스 센서에 상이한 기체를 감응시킨 결과를 나타낸다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 가스 센서의 온도에 따른 이산화탄소에 대한 상이한 감응결과를 나타낸다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 가스 센서의 조건별 산소 감응결과를 나타낸다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 가스 센서에 상이한 DC 전압을 연결한 이산화탄소의 감응결과를 나타낸다.
1 is a gas sensor according to an embodiment of the present invention.
2 shows the operation principle of the gas sensor according to the embodiment of the present invention.
3 shows the sensing result of a gas sensor having palladium particles formed on its surface according to an embodiment of the present invention.
4 is a graph comparing the sensing result of the glass gas sensing unit in which the palladium particles are formed and the glass gas sensing unit in which the palladium particles are not formed according to the embodiment of the present invention.
Figure 5 shows the results of different gas sensing in a gas sensor according to an embodiment of the present invention.
6 shows the result of different sensitivities to carbon dioxide according to the temperature of the gas sensor according to the embodiment of the present invention.
FIG. 7 shows the oxygen response results of the gas sensor according to the embodiment of the present invention.
Figure 8 shows the results of the response of carbon dioxide coupled with different DC voltages to a gas sensor according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면들에 기재된 내용들을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다. 다만, 본 발명이 예시적 실시 예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 각 도면에 제시된 동일 참조부호는 실질적으로 동일한 기능을 수행하는 부재를 나타낸다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to or limited by the exemplary embodiments. Like reference numerals in the drawings denote members performing substantially the same function.

본 발명의 목적 및 효과는 하기의 설명에 의해서 자연스럽게 이해되거나 보다 분명해 질 수 있으며, 하기의 기재만으로 본 발명의 목적 및 효과가 제한되는 것은 아니다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. The objects and effects of the present invention can be understood or clarified naturally by the following description, and the purpose and effect of the present invention are not limited by the following description. In the following description, well-known functions or constructions are not described in detail since they would obscure the invention in unnecessary detail.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 가스 센서(1)이다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예를 따른 가스 센서(1)는 가스 센싱부(11) 및 전극(13)을 포함한다. 1 is a gas sensor 1 according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 1, a gas sensor 1 according to an embodiment of the present invention includes a gas sensing unit 11 and an electrode 13.

가스 센싱부(11)는 유리로 제조될 수 있다.The gas sensing portion 11 may be made of glass.

본 실시 예에서, 가스 센싱부(11)는 알루미나, 석영, 용융 실리카, 열 산화 실리콘 뿐 아니라 일반적인 실리카 유리 등의 재질이 포함될 수 있다. 이때, 가스 센싱부(11)의 유리는 알칼리 금속 이온, 알칼리 토금속 이온 및 3족 금속 이온으로 이루어지는 군에서 선택되는 1 이상의 도핑 이온을 포함할 수 있다. 도핑과 관련된 내용은 후술하여 설명하도록 한다.In this embodiment, the gas sensing portion 11 may include materials such as alumina, quartz, fused silica, and thermally oxidized silicon as well as general silica glass. At this time, the glass of the gas sensing unit 11 may include at least one doping ion selected from the group consisting of alkali metal ions, alkaline earth metal ions, and Group 3 metal ions. The contents related to doping will be described later.

한편, 가스 센싱부(11)는 소다라임 유리로 제조될 수 있다.Meanwhile, the gas sensing part 11 may be made of soda lime glass.

본 실시 예에서, 소다라임 유리로 제조된 가스 센싱부(11)는 종래의 가스 센서에서는 사용되지 않은 재질이며, 본 발명의 가스 센서(1)를 활용한 실험을 통해 가스의 센싱이 가능한 물질임을 확인할 수 있다. 이에 따라, 가스 센싱부(11)의 저항에 기반하여 가스의 감지가 이루어질 수 있으며, 이는 유도된 편극과 환경에 따라 상이한 유전 상수의 조합에 의해 결정될 수 있다. 특히, 이러한 메커니즘은 활성을 나타낼 수 있는 산화, 환원 가스 및 비활성가스의 센싱을 구현할 수 있다. 특히, 이와 같은 메커니즘은 소다라임 유리에 자체적으로 포함된 나트륨 이온의 분극화를 통해 이루어질 수 있음에 주목한다.In this embodiment, the gas sensing part 11 made of soda lime glass is a material which is not used in the conventional gas sensor, and is a substance which can be gas-sensed through an experiment using the gas sensor 1 of the present invention Can be confirmed. Accordingly, gas sensing can be performed based on the resistance of the gas sensing portion 11, which can be determined by a combination of dielectric constants depending on the induced polarization and the environment. In particular, such a mechanism can realize sensing of oxidation, reducing gas and inert gas, which may indicate activity. In particular, it is noted that such a mechanism can be achieved by polarizing the sodium ion itself contained in the soda lime glass.

가스 센싱부(11)의 유리는 판상 형태로 제공될 수 있다.The glass of the gas sensing part 11 may be provided in the form of a plate.

본 실시 예에서, 가스 센싱부(11)의 유리는 전극(13)이 배치되기 위한 충분한 공간을 가진 면을 포함할 수 있다. 유리는 충분한 면적을 가진 면을 포함한 판상형태로 제공될 수 있다. 유리의 외형은 판상형에 제한되지 않으며 원형 타원형 등 다양한 형태로 제공될 수 있다. 또한, 유리는 다공성 유리를 사용하여 높은 가스 투과성을 가질 수 있다. 이에 따라, 가스의 반응 및 회수 시간을 감소시킬 수 있다. In this embodiment, the glass of the gas sensing portion 11 may include a surface having sufficient space for the electrode 13 to be disposed. The glass may be provided in the form of a plate including a surface having a sufficient area. The outer shape of the glass is not limited to a plate-like shape and can be provided in various forms such as a circular oval shape. In addition, the glass can have high gas permeability using porous glass. Accordingly, the reaction and recovery time of the gas can be reduced.

도핑 이온은 5 원자% 이상 포함될 수 있다. 또한, 소다라임 유리에 포함된 알칼리 이온은 5 원자% 이상일 수 있다. 전술한 알칼리 이온은 알칼리 금속이온, 알칼리 토금속 이온 및 3족 금속 이온을 포함할 수 있다. 알칼리 금속 이온은 리튬, 소듐, 포타슘 중에서 선택되는 1 이상의 이온일 수 있다. 알칼리 토금속 이온은 베릴륨, 마그네슘, 칼슘 중에서 선택되는 1 이상의 이온일 수 있으며, 3족 금속 이온은 보론, 알루미늄, 갈륨 중에서 선택되는 1 이상의 이온일 수 있다. The doping ions may comprise at least 5 atomic%. Further, the alkali ion contained in the soda lime glass may be 5 atomic% or more. The above-mentioned alkali ions may include alkali metal ions, alkaline earth metal ions and Group 3 metal ions. The alkali metal ion may be one or more ions selected from lithium, sodium, and potassium. The alkaline earth metal ion may be at least one ion selected from beryllium, magnesium and calcium, and the Group III metal ion may be at least one ion selected from boron, aluminum and gallium.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 가스 센서(1)의 동작원리를 나타낸다. 도 2를 참조하면. 가스 센서(1)는 일반적인 실리카 유리 등의 재질로 제조된 가스 센싱부(11)를 포함하는 경우, 전술한 이온의 도핑을 통해 화학적으로 활성상태인 가스에 감응할 수 있다. 또한, 소다라임 유리로 제조된 가스 센싱부(11)의 경우 자체적으로 포함된 칼슘 및 나트륨 이온을 통해 아래와 같은 동작원리를 수행할 수 있다. 2 shows the operation principle of the gas sensor 1 according to the embodiment of the present invention. Referring to FIG. When the gas sensor 1 includes the gas sensing unit 11 made of a material such as general silica glass, the gas sensor 1 can respond to a chemically active gas through doping of the ions described above. In the case of the gas sensing part 11 made of soda lime glass, the following operation principle can be performed through the calcium and sodium ions contained in itself.

상세하게는, 일 실시 예로 도 2a에서 가스 센싱부(11) 상에 칼슘 이온 및 나트륨 이온이 도핑된 것을 확인할 수 있으며, 공극(vacant interstitial)형성되어 있는 것을 확인할 수 있다 이?, 가스 센싱부(11)에는 전압이 연결되지 않은 상태로, 이온의 편중이 일어나지 않았으며, 이에 따라 가스 센싱부(11)는 분극되지 않은 상태임을 확인할 수 있다. 이후, 도 2b에서 외부 DC전압이 연결되었으며, 전류의 흐름이 형성되어 나트륨 이온이 이동하기 시작한 것을 확인할 수 있다. 이에 따라, 상대적으로 제1 전극(131)이 음극을 나타내고 제2 전극(133)이 양극을 나타냄을 확인할 수 있다. 제1 전극(131) 및 제2 전극(133)은 전술한 극성에 제한되지 않으며, 연결된 전압에 따라 상대적인 극성을 나타낼 수 있다. 충분한 시간이 흐른 뒤, 도 2c와 같이 나트륨 이온이 제1 전극(131)으로 편향됨을 확인할 수 있다. 이후, 분극된 가스 센싱부(11) 상으로 가스를 흘려보내면 최초 형성되었던 공극에 검출대상으로 예상되는 가스입자가 흡착될 수 있다. 이러한 현상에 따라, 전체 가스 센싱부(11)에 유전 상수가 증가하여 가스 센싱부(11)에 흐르는 전류의 변화에 따라 가스를 센싱할 수 있다.In particular, it can be seen that calcium ion and sodium ion are doped on the gas sensing part 11 in FIG. 2A, and it is confirmed that a vacant interstitial is formed in the gas sensing part 11. In this embodiment, 11 are not connected to each other and the ions are not biased. Thus, it can be confirmed that the gas sensing unit 11 is not polarized. Thereafter, in FIG. 2B, an external DC voltage is connected, and a current flow is formed to confirm that the sodium ion starts to move. Accordingly, it can be confirmed that the first electrode 131 represents the cathode and the second electrode 133 represents the anode relatively. The first electrode 131 and the second electrode 133 are not limited to the above-described polarity, and may exhibit a relative polarity depending on a connected voltage. After a sufficient time has elapsed, it can be confirmed that sodium ions are deflected toward the first electrode 131 as shown in FIG. 2C. Then, when the gas is flowed on the polarized gas sensing unit 11, the gas particles expected to be the detection target can be adsorbed on the initially formed pores. According to this phenomenon, the dielectric constant is increased in the entire gas sensing part 11, and the gas can be sensed according to the change of the current flowing in the gas sensing part 11. [

이와 같은 메커니즘에서, 가스의 농도 C는 헨리의 법칙 C=C0P에 의해 결정되며, 여기서 P는 용존 가스의 분압이고, C0은 비례상수를 나타낸다. 특히, C0은 가스 센싱부(11) 상 공극의 농도에 의해 결정된다. 이러한 정의는 후술되는 설명에서 동일하게 적용될 수 있다. In such a mechanism, the concentration C of the gas is determined by Henry's Law C = C 0 P, where P is the dissolved gas partial pressure and C 0 is the proportional constant. In particular, C 0 is determined by the concentration of the air gap on the gas sensing portion 11. This definition can be equally applied to the following description.

전술한 메커니즘은, 소다라임 유리로 제조된 가스 센싱부(11)에서도 동일하게 적용될 수 있다. 특히, 소다라임 유리로 제조된 가스 센싱부(11)는 분극화가 용이하게 유도될 수 있어 전술한 바와 같은 알칼리 금속의 도핑이 필수적으로 요구되지 않을 수 있다. The above-described mechanism can be similarly applied to the gas sensing unit 11 made of soda lime glass. Particularly, the gas sensing part 11 made of soda lime glass can be easily polarized and doping of the alkali metal as described above may not be necessarily required.

가스 센싱부(11)는 산화가스, 환원가스 및 비활성가스에 감응할 수 있다. 가스 센싱부(11)는 이산화탄소에 감응할 수 있다.The gas sensing unit 11 may be sensitive to an oxidizing gas, a reducing gas, and an inert gas. The gas sensing unit 11 can be sensitive to carbon dioxide.

본 실시 예에서, 가스 센싱부(11)는 비활성기체인 이산화탄소를 감응할 수 있다. 일반적으로 이산화탄소는 화학적으로 활성을 갖지 않기 때문에 검출이 가능한 물질이 제한된다. 다만, 본 발명에 따른 소다라임 유리로 제조된 가스 센싱부(11)를 포함하는 가스 센서(1)는 이산화탄소의 감응을 나타내었으며, 이와 관련된 실험 예를 도 4를 통해 상술하도록 한다. In this embodiment, the gas sensing part 11 can respond to carbon dioxide, which is an inert gas. In general, carbon dioxide is not chemically active, so there are limited substances that can be detected. However, the gas sensor 1 including the gas sensing part 11 made of soda lime glass according to the present invention shows the response of carbon dioxide, and an experiment related to this will be described with reference to FIG.

한편, 가스 센싱부(11)는 표면에 금속 입자를 도핑하여 가스에 대한 감응성을 선택적으로 향상시킬 수 있다. 도핑 되는 금속 입자는 화폐족 원소 및 백금족 원소에 포함되는 금속 입자가 도핑될 수 있다. 화폐족 원소는 구리(Cu), 은(Ag), 금(Au)을 포함할 수 있다. 또한, 백금족 금속은 루테늄(Ru), 로듐(Rh), 팔라듐(Pd), 오스뮴(Os), 이리듐(Ir), 백금(Pt)을 포함할 수 있다.On the other hand, the gas sensing part 11 can selectively enhance the sensitivity to gas by doping the surface with metal particles. The metal particles to be doped may be doped with metal particles contained in a para group element and a platinum group element. The money group element may include copper (Cu), silver (Ag), and gold (Au). The platinum group metal may include ruthenium (Ru), rhodium (Rh), palladium (Pd), osmium (Os), iridium (Ir), and platinum (Pt).

일 예로, 가스 센싱부(11)는 표면에 금(Au) 입자를 도핑하여 일산화탄소 가스에 감응할 수 있다.For example, the gas sensing unit 11 may be sensitive to carbon monoxide gas by doping gold (Au) particles on its surface.

본 실시 예에서, 가스 센싱부(11)는 표면에 금 입자를 형성하여 일산화탄소 가스에 대한 감응성이 향상될 수 있다. 금 입자는 전술한 바와 같이 화폐족 원소 중 일 예로 이해될 수 있다. 가스 센싱부(11)의 표면에 금 입자를 형성하는 방법은 방사선 분해법 등이 포함될 수 있지만, 이에 제한되지 않는다. 일 예로, 유리로 제공되는 가스 센싱부 시편을 테트라클로로금(III)산수소(hydrogen tetrachloroaurate(III): HAuCl4nH2O, n=3.5)를 0.248mM 첨가하고 용매로 2-프로판올 100%를 포함하는 전구체 용액에 침지시킬 수 있다. 이후, 방사선을 조사하여, 열처리하여 부착된 용매를 건조시킬 수 있다. 이를 통해, 가스 센싱부(11)는 일산화탄소 가스에 대한 감응성이 향상될 수 있다.In the present embodiment, the gas sensing part 11 forms gold particles on its surface, and the sensitivity to carbon monoxide gas can be improved. The gold particles can be understood as an example of the money group element as described above. The method of forming gold particles on the surface of the gas sensing part 11 may include, but is not limited to, a radiation decomposition method. For example, 0.248 mM of hydrogen tetrachloroaurate (III) (HAuCl4nH2O, n = 3.5) was added to a gas sensing part specimen provided as a glass, and a solvent was added to a precursor solution containing 100% of 2-propanol It can be dipped. Thereafter, the adhered solvent can be dried by irradiation with radiation and heat treatment. Through this, the gas sensing unit 11 can be improved in sensitivity to carbon monoxide gas.

또한, 가스 센싱부(11)는 표면에 팔라듐(Pd) 입자를 도핑하여 벤젠 가스에 감응할 수 있다.In addition, the gas sensing part 11 may be sensitive to benzene gas by doping palladium (Pd) particles on the surface thereof.

본 실시 예에서, 가스 센싱부(11)는 팔라듐 입자가 표면에 형성될 수 있고, 이를 통해 벤젠에 대한 감응성이 향상될 수 있다. 팔라듐 입자는 전술한 바와 같이 백금족 금속 중 일 예로 이해될 수 있다. 가스 센싱부(11) 표면에 팔라듐 입자를 형성하는 방법은, 방사선 분해법 등이 포함될 수 있다. 일 예로, 유리로 제공되는 가스 센싱부 시편을 PdCl2을 포함하는 전구체 용액에 침지시킬 수 있다. 이후, 0.11 mW/cm2 세기의 방사선을 1초 동안 조사한 후, 시편을 꺼내어 500℃ 에서 30분간 열처리하여 부착된 용매를 건조시킬 수 있다. 이를 통해, 가스 센싱부(11)는 벤젠 가스에 대한 감응성이 향상될 수 있다.In the present embodiment, the gas sensing portion 11 can be formed with palladium particles on its surface, whereby the sensitivity to benzene can be improved. The palladium particles can be understood as an example of the platinum group metals as described above. The method of forming the palladium particles on the surface of the gas sensing portion 11 may include a radiation decomposition method or the like. As an example, a glass sensing gas sensing specimen may be immersed in a precursor solution comprising PdCl 2 . After irradiating 0.11 mW / cm 2 of radiation for 1 second, the specimen can be taken out and heat-treated at 500 ° C for 30 minutes to dry the adhered solvent. Accordingly, the sensitivity of the gas sensing unit 11 to benzene gas can be improved.

또한, 가스 센싱부(11)는 표면에 백금(Pt) 입자를 도핑하여 톨루엔 가스에 감응할 수 있다.In addition, the gas sensing part 11 may be sensitive to toluene gas by doping platinum (Pt) particles on the surface thereof.

본 실시 예에서, 가스 센싱부(11)는 표면에 백금 입자를 형성하여 톨루엔 가스에 대한 감응성이 향상될 수 있다. 백금 입자는 전술한 바와 같이 백금족 금속 중 일 예로 이해될 수 있다. 가스 센싱부(11) 표면에 백금 입자를 형성하는 방법은 방사선 분해법 등이 포함될 수 있지만, 이에 제한되지 않는다. 일 예로, 탈 이온수 94 vol%, 2-프로판올 6 vol%의 혼합 용매에 핵사클로로 백금(IV)산 수화물(Hydrogen hexachloroplatinate(IV) hydrate: H2PtCl6nH2O, n=5.8) 1.0mM을 넣은 전구체 용액에 가스 센싱부로 제공되는 시편을 침지시킬 수 있다. 이후, 방사선을 조사하고, 시편을 꺼내거 열처리하여 용매를 건조시킬 수 있다. 이를 통해, 가스 센싱부(11)는 톨루엔 가스에 대한 감응성이 향상될 수 있다.In the present embodiment, the gas sensing portion 11 forms platinum particles on its surface, so that the sensitivity to toluene gas can be improved. The platinum particles can be understood as an example of the platinum group metals as described above. The method of forming the platinum particles on the surface of the gas sensing portion 11 may include, but is not limited to, a radiation decomposition method and the like. For example, 1.0 mM of nuclear hexachloroplatinate (IV) hydrate: H 2 PtCl 6 nH 2 O, n = 5.8) was added to a mixed solvent of 94 vol% of deionized water and 6 vol% of 2-propanol The specimen provided as a gas sensing part can be immersed in the precursor solution. Thereafter, the radiation can be irradiated, the specimen can be taken out, and the solvent can be dried by heat treatment. Accordingly, the sensitivity of the gas sensing part 11 to toluene gas can be improved.

전술한 바와 같이, 유리를 포함하는 가스 센싱부(11)에 추가적인 구성요소를 포함시킴으로써 본 발명에 따른 가스 센서(1)는 일부 가스에 대한 선택적인 감응도를 향상시킬 수 있다. 이와 관련된 내용을 도 3 및 도 4 에 도시한다.As described above, the gas sensor 1 according to the present invention can improve selective sensitivity to some gases by including additional components in the gas sensing portion 11 including glass. The related contents are shown in Fig. 3 and Fig.

특히, 도 3은 350℃ 온도에서 다양한 농도로 측정된 각각의 가스들에 대한 팔라듐 입자가 형성된 가스 센서의 센싱 곡선을 나타낸다. 도 3a는 톨루엔에 대한 센싱 곡선, 도 3b는 벤젠에 대한 센싱 곡선, 도 3c는 CO에 대한 센싱 곡선, 도 3d는 NO2에 대한 센싱 곡선, 도 3e는 에탄올에 대한 센싱 곡선, 도 3f는 이산화탄소에 대한 센싱 곡선을 나타낸다. 각각의 가스들에 대한 농도는 이산화탄소를 제외한 가스들이 동일한 농도하에서 센싱되었다. 이산화탄소의 농도가 다른 가스와 상이한 농도를 가지는 이유는, 일반적으로 대기 중에 이산화탄소의 농도가 400ppm 이상이기 때문에 낮은 농도에 대한 실험은 대기에 대한 실험에서 크게 의미를 갖지 않으므로, 상대적으로 고농도의 이산화탄소 조건하에서 센싱을 수행하였다. In particular, FIG. 3 shows the sensing curve of a gas sensor formed with palladium particles for each of the gases measured at various concentrations at a temperature of 350 ° C. 3B is a sensing curve for benzene, FIG. 3C is a sensing curve for CO, FIG. 3D is a sensing curve for NO 2 , FIG. 3E is a sensing curve for ethanol, FIG. . The concentration for each gas was sensed under the same concentration of gases except for carbon dioxide. The reason why the concentration of carbon dioxide differs from that of other gases is that since the concentration of carbon dioxide in the atmosphere is generally more than 400 ppm in the atmosphere, the experiment on low concentration is not significant in the experiment on the atmosphere, Sensing.

도 4는 팔라듐 입자가 형성되지 않은 유리 가스 센싱부와 팔라듐 입자가 형성된 유리 가스 센싱부의 센싱 결과를 대비하는 그래프이다. 도 4a는 팔라듐 입자가 형성되지 않은 유리 가스 센싱부에서 각 가스의 센싱 결과를 나타낸다. 도 4a를 참조하면, 가스 농도의 증가에 따라 상대적으로 NO2 가스에 대한 센싱이 가장 민감하게 증가하는 것을 확인할 수 있다. 도 4b는 팔라듐 입자가 표면에 형성된 유리 가스 센싱부에서 각 가스의 센싱 결과를 나타낸다. 도 4b를 참조하면, 팔라듐 입자가 형성됨에 따라 감응하는 가스의 종류가 NO2에서 벤젠으로 변화되었음을 확인할 수 있다. 특히, 도 4a 및 도 4b 그래프에 나타난 100ppm의 각 기체조건에서 최종 감응도는 팔라듐 입자가 형성된 유리 가스 센싱부에서 높은 값을 유지하는 것을 확인할 수 있다. 따라서, 전술한 바와 같이 금속 입자를 가스 센싱부(11) 표면에 형성시킴으로써 가스에 대한 선택적인 감응도 뿐 아니라 가스에 대한 감응도가 향상됨을 확인할 수 있다. 4 is a graph comparing the sensing results of the glass gas sensing unit in which the palladium particles are not formed and the glass gas sensing unit in which the palladium particles are formed. 4A shows the results of sensing the respective gases in the glass gas sensing unit where no palladium particles are formed. Referring to FIG. 4A, it can be seen that the sensing with respect to NO 2 gas is increased most sensitively as the gas concentration increases. FIG. 4B shows the results of sensing the respective gases in the glass gas sensing part where palladium particles are formed on the surface. Referring to FIG. 4B, it can be confirmed that the kind of gas which is responsive to the formation of palladium particles is changed from NO 2 to benzene. In particular, it can be confirmed that the final sensitivity is maintained at a high value in the glass gas sensing part where the palladium particles are formed in each gas condition of 100 ppm shown in the graphs of FIGS. 4A and 4B. Accordingly, by forming the metal particles on the surface of the gas sensing part 11 as described above, it is confirmed that the sensitivity to gas as well as the selective sensitivity to gas are improved.

또한, 도 4c 및 도 4d는 이산화탄소 감응에 대한 결과를 나타낸다. 도 4c는 팔라듐 입자가 형성되지 않은 유리 가스 센싱부에 대한 결과를 나타내며, 도 4d는 팔라듐 입자가 형성된 유리 가스 센싱부에 대한 결과를 나타낸다. 도 4c 및 도 4d를 통해, 이산화탄소 농도가 400ppm 이상인 경우 팔라듐 입자가 형성된 가스 센싱부가 높은 감응도를 나타냄을 확인할 수 있다. 특히, 도 4c 및 도 4d에서는 400ppm의 이산화탄소 조건에서 감응도가 약 0.2 가량 향상된 것을 확인할 수 있으며 1000ppm 이상의 이산화탄소 조건에서는 0.5 가량 향상된 것을 확인할 수 있다. 이와 같이 팔라듐 입자가 형성된 유리 가스 센싱부는 대기조건과 유사하거나 그 이상의 이산화탄소가 포함된 조건에 대한 감응도가 향상됨을 확인할 수 있다.Figures 4c and 4d also show the results for carbon dioxide response. FIG. 4C shows the results for the glass gas sensing part where no palladium particles are formed, and FIG. 4D shows the results for the glass gas sensing part where the palladium particles are formed. 4C and 4D, when the carbon dioxide concentration is 400 ppm or more, it can be confirmed that the gas sensing part formed with the palladium particles exhibits high sensitivity. In particular, in FIGS. 4C and 4D, it can be seen that the sensitivity is improved by about 0.2 in the carbon dioxide condition of 400 ppm, and it is improved by about 0.5 in the carbon dioxide condition of 1000 ppm or more. The glass gas sensing part in which the palladium particles are formed has improved sensitivity to the conditions including carbon dioxide which is similar to or higher than atmospheric conditions.

다시 도 1을 참조하면, 전극(13)은 가스 센싱부(11) 상에 배치될 수 있다. Referring again to Fig. 1, the electrode 13 may be disposed on the gas sensing portion 11. Fig.

도 1과 같이 상호 대향하며, 깍지 형상의 금속 전극이 소다라임 유리 가스 센싱부 상에 배치되면, 가스 센서(1)의 가스 센싱부(11)는 높은 이온 전도도로 인해 전해질 역할을 하는 전기 화학적인 셀로 취급될 수 있다. 단일 전극 전기 화학셀의 등가 방식은 캐패시터와 제1 저항의 병렬 조합으로 구성되며, 여기에 제2 저항이 직렬로 연결될 수 있다. 이러한 회로에서 근사에 따르면 전류 I의 값은 다음의 <수학식1>을 따를 수 있다.1, the gas sensing part 11 of the gas sensor 1 is an electrochemical sensing part which functions as an electrolyte due to its high ionic conductivity, when the interdigitated metal electrodes are arranged on the soda lime glass gas sensing part Cell. The equivalent of a single-electrode electrochemical cell consists of a parallel combination of a capacitor and a first resistor, to which a second resistor can be connected in series. According to the approximation in this circuit, the value of the current I can be calculated according to the following Equation (1).

<수학식1>&Quot; (1) &quot;

Figure 112017118710594-pat00001
Figure 112017118710594-pat00001

여기에서 U는 인가된 전압이며, Q는 캐패시터에 축적된 전하량을 의미한다. R1은 제1 저항의 저항값을 의미한다. 이와 같은 회로의 형식으로 가스 센싱부가 제공되면, 캐패시터가 충전된다. 전하 Q는 시간에 대하여 기하급수적인 다음과 같은 <수학식2>를 만족할 수 있다.Where U is the applied voltage and Q is the amount of charge stored in the capacitor. R 1 denotes a resistance value of the first resistor. When a gas sensing portion is provided in the form of such a circuit, the capacitor is charged. The charge Q can satisfy Equation (2), which is exponential with respect to time, as follows.

<수학식2>&Quot; (2) &quot;

Figure 112017118710594-pat00002
Figure 112017118710594-pat00002

여기에서,

Figure 112017118710594-pat00003
를 만족한다. 이때, R2는 제2 저항의 저항값을 의미한다. 또한, t는 시간을 의미한다. <수학식2>를 통해 캐패시터의 충전이 설명될 수 있다. 충전의 초기 단계에서 전하 Q는 무시할 수 있을 정도로 작은 양이며, 이때 기록되는 전류가 가장 높을 수 있다. 시간이 흐르게 될수록 캐패시터는 완전히 충전되며, 전류는 점근적으로 최소값에 접근할 수 있다. 캐패시턴스 값은 유리의 유전 상수에 직접 비례하기 ?문에, 목표 가스의 주입은 전류(I)의 증가를 유도할 수 있다. 이러한 전류의 증가는 대상 가스에 대한 센싱으로 이해될 수 있다.From here,
Figure 112017118710594-pat00003
. Here, R 2 means the resistance value of the second resistor. Also, t means time. The charging of the capacitor can be explained by Equation (2). At the initial stage of charging, the charge Q is negligible and the current written may be highest. As time passes, the capacitor is fully charged, and the current asymptotically approaches the minimum value. Since the capacitance value is directly proportional to the dielectric constant of the glass, the injection of the target gas can lead to an increase in the current (I). This increase in current can be understood as the sensing of the target gas.

전극(13)은 물리적 증착 또는 화학적 증착으로 배치될 수 있다.The electrodes 13 may be disposed by physical vapor deposition or chemical vapor deposition.

본 실시 예에서, 전극(13)은 진공증착법 및 스퍼터링 증착법과 같은 물리적 증착방법으로 증착되어 가스 센싱부(11) 상에 배치될 수 있다. 전극(13)은 열적 또는 전기적으로 화학결합반응을 유도하여 가스 센싱부(11) 상에 배치될 수 있다.In this embodiment, the electrode 13 may be deposited by a physical vapor deposition method such as a vacuum deposition method and a sputtering deposition method and disposed on the gas sensing portion 11. [ The electrode 13 may be placed on the gas sensing unit 11 by inducing a chemical or thermal reaction.

전극(13)은 금속물질로 제조될 수 있다.The electrode 13 may be made of a metal material.

본 실시 예에서, 전극(13)은 금속물질로 제조될 수 있으며, 외부에서 공급되는 전압에 의해 캐패시터의 역할을 수행하기 위해 전도성 있는 물질로 제공될 수 있다. 전극(13)은 금 또는 백금으로 제조될 수 있다. 또한, 전극(13)에서 측정되는 전류값이 0 이하로 떨어지는 경우 유리를 다시 분극화 하기 위한 과정이 요구될 수 있다. In this embodiment, the electrode 13 may be made of a metal material and may be provided as a conductive material to perform a role of a capacitor by an externally supplied voltage. The electrode 13 may be made of gold or platinum. Also, when the current value measured at the electrode 13 falls below 0, a process for re-polarizing the glass may be required.

전술한 바와 같은 특성을 갖는 가스 센서(1)의 감응 성능을 확인하기 위해 수행된 일부 실험 예가 하기에 기재된다. 전반적인 실험예에서, 측정 장치인 SCS 4200(Keithley semiconductor characterization system) 및 Keithley 2400 SourceMeter에 연결되어 전기적 측정 및 가스 감지테스트를 수행하였다. 또한, 가스 감지는 수평으로 놓인 관형 석영 가열 챔버에서 수행되었다. 또한, 테스트 동안 가스의 유량을 500sccm으로 고정하였고, 전압이 변화가 기재되지 않는 한 1V의 일정한 DC전압을 유지하였다. 또한, 각각의 가스 센싱부는 테스트 이전 약 30분 동안 일정한 전압하에서 유지되었다. 또한, 하기의 실험 예의 그래프에서 변동은 (Igas-Iatm)/Iatm의 변동으로 정의하였다. 이때 Igas는 대상 가스가 있는 경우 기록된 출력 전류 값이며, Iatm은 합성 공기가 있을 때 기록된 출력 전류값을 의미한다. 전술한 바와 같은 정의는, 저항을 종래의 가스 센서에서 저항을 통해 응답을 정의한 것과는 상이한 것으로 이해될 수 있다. Some experimental examples performed to confirm the responsive performance of the gas sensor 1 having the above-described characteristics are described below. In the overall experimental example, an electrical measurement and a gas sensing test were performed by connecting to a measuring device, a SCS 4200 (Keithley semiconductor characterization system) and a Keithley 2400 SourceMeter. Gas sensing was also performed in a horizontally placed tubular quartz heating chamber. In addition, the flow rate of the gas was fixed at 500 sccm during the test, and a constant DC voltage of 1 V was maintained unless the voltage change was described. Each gas sensing portion was also maintained at a constant voltage for about 30 minutes before the test. Further, in the graph of the following experimental example, the variation was defined as a variation of (I gas- I atm ) / I atm . Where I gas is the value of the output current when the gas is present and I atm is the value of the output current recorded when there is synthetic air. The definition as described above can be understood to be different from defining a resistance through a resistor in a conventional gas sensor.

<실험 예1><Experimental Example 1>

도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 소다라임 유리 가스 센싱부를 포함하는 가스 센서에 상이한 기체를 감응시킨 결과를 나타낸다. 상세하게는, 350℃ 및 1V DC전압의 조건에서 각 기체의 감지 곡선을 나타낸다. 도 5a는 C6H12에 대한 곡선이다. 도 5b는 C6H6에 대한 곡선이다. 도 5c는 CO에 대한 곡선이다. 도 5d는 NO2에 대한 곡선이다. 도 5e는 CO2에 대한 곡선이다. 도 5a 내지 도 5d를 통해, 산화 및 환원가스의 주입은 출력 전류를 증가시킴을 확인할 수 있으며, 도 5e를 통해 이산화탄소의 주입이 전류를 증가시킴을 확인할 수 있다. 이를 통해, 본 발명의 실시 예를 따르는 소다라임 유리로 제조된 가스 센싱부를 포함하는 가스 센서는 산화, 환원가스 및 이산화탄소의 감응이 가능함을 확인할 수 있다.FIG. 5 shows results of sensing a gas sensor including a sodalime glass gas sensing unit according to an embodiment of the present invention, with different gases. Specifically, the detection curve of each gas is shown under the condition of 350 DEG C and 1V DC voltage. 5A is a curve for C 6 H 12 . 5B is a curve for C 6 H 6 . 5C is a curve for CO. Figure 5d is a plot of the NO 2. 5E is a curve for CO 2 . Through FIGS. 5A to 5D, it can be seen that the injection of the oxidation and reduction gas increases the output current, and the injection of carbon dioxide increases the current through FIG. 5E. Accordingly, it can be confirmed that the gas sensor including the gas sensing part made of soda lime glass according to the embodiment of the present invention can respond to oxidation, reduction gas and carbon dioxide.

<실험 예2><Experimental Example 2>

도 6는 본 발명의 실시 예에 따른 가스 센서의 온도에 따른 이산화탄소에 대한 상이한 감응결과를 나타낸다. 도 6a는 500℃에서 이산화탄소 감응결과를 나타낸다. 도 6b는 450℃에서 이산화탄소 감응결과를 나타낸다. 도 6c는 400℃에서 이산화탄소 감응결과를 나타낸다. 도 6d는 350℃에서 이산화탄소 감응결과를 나타낸다. 도 6e는 300℃에서 이산화탄소 감응결과를 나타낸다. 도 6a 내지 도 6e를 참조하면, 대기 조건을 유사한 400ppm의 이산화탄소 조건에서는 각각의 온도에 변화에 따라 일정 수준의 전류가 측정됨을 확인할 수 있다. 도 6f는 도 6a 내지 도 6e에서 시간에 변화에 따라 적용되도록 프로그램된 이산화탄소 농도를 나타낸다. 도 6g는 기록된 전류를 이산화탄소의 농도에 근-로그함수로 나타낸 것으로, 실시된 모든 온도에서 변화하는 이산화탄소 함량에 대해 0.3에 근사한 수치로 수렴함을 확인할 수 있다. 이를 통해 온도에 따른 가스 센싱부 전도도의 변화에도 불구하고 이산화탄소를 감지하는 응답은 일정하게 유지되는 것을 확인할 수 있다. 6 shows the results of different sensitivities to carbon dioxide according to the temperature of the gas sensor according to the embodiment of the present invention. Figure 6a shows the results of carbon dioxide response at 500 ° C. Figure 6b shows the result of carbon dioxide response at 450 ° C. Figure 6C shows the result of carbon dioxide response at 400 ° C. Figure 6d shows the results of carbon dioxide response at 350 ° C. Figure 6E shows the results of carbon dioxide response at 300 &lt; 0 &gt; C. Referring to FIGS. 6A to 6E, it is confirmed that a certain level of current is measured according to the change in the respective temperatures under the carbon dioxide condition of 400 ppm, which is similar to the atmospheric condition. Figure 6f shows the carbon dioxide concentration programmed to be applied over time in Figures 6a-6e. FIG. 6G shows that the recorded current is represented by a near-logarithmic function to the concentration of carbon dioxide, which converges to a value close to 0.3 with respect to the carbon dioxide content changing at all the temperatures. It can be seen that the response to sensing carbon dioxide is maintained constant despite the change in the gas sensing part conductivity depending on the temperature.

<실험 예3><Experimental Example 3>

해당 실험 예에서는 이산화탄소에 대한 감응결과와 대기 조성의 무작위 변화 간 간섭을 조사하였으며, 그에 앞서 400℃에서 400ppm의 이산화탄소를 함유하는 N2 매질에서 O2감지 테스트를 수행하였다. 도 7a는 본 발명의 실시 예에 따른 가스 센서의 조건별 산소 감응결과를 나타낸다. 도 7a는 O2의 함량을 21%에서 5%로 줄이면서 측정한 전도도의 결과를 나타낸다. 도 7a를 참조하면, O2의 함량이 낮아질수록 전도도가 감소하는 경향을 나타내고 있음을 알 수 있다. In this experimental example, the interference between the result of the response to carbon dioxide and the random variation of the atmospheric composition was investigated, and the O 2 detection test was performed in a N 2 medium containing 400 ppm of carbon dioxide at 400 ° C. FIG. 7A shows the results of the oxygen response of the gas sensor according to the embodiment of the present invention. 7A shows the results of conductivity measured while reducing the content of O 2 from 21% to 5%. Referring to FIG. 7A, it can be seen that the conductivity tends to decrease as the content of O 2 decreases.

도 7b는 21%, 15%, 9% 함량의 O2에 대하여 이산화탄소를 감지한 그래프를 나타낸다. 도 7a와 도 7b의 비교를 통해, 이산화탄소의 감응은 산소함량과 관련이 있음을 확인할 수 있으며, 산소의 농도가 낮아질수록 베이스라인 전류가 감소함을 확인할 수 있다. FIG. 7b shows a graph of carbon dioxide sensing for O 2 contents of 21%, 15% and 9%. 7A and FIG. 7B, it can be confirmed that the response of carbon dioxide is related to the oxygen content, and it can be confirmed that the lower the oxygen concentration, the lower the baseline current.

<실험 예4><Experimental Example 4>

도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 가스 센서에 상이한 DC 전압을 연결한 이산화탄소의 감응결과를 나타낸다. 도 8a는 400℃ 온도 조건에서 각각 0.3, 0.4, 0.5, 0.6, 0.7, 0.8, 0.9, 1.0V의 전압에 따라 상이하게 나타나는 이산화탄소의 감응 특성의 그래프를 나타낸다. 도 8b는 0.4V, 400℃ 조건에서 획득한 저항의 동적 곡선을 평활화하여 나타낸 그래프이다. 도 8c는 해당 실험을 위해 인가된 전압에 대한 전류의 함수를 그래프로 나타낸다. 도 8c를 참조하면, 전압이 0.3V로 감소함에 따라 기록된 전류는 음의값을 나타내지만, 이산화탄소 함량이 증가함에 따라 변동하는 응답의 양은 양의값을 유지하는 것을 확인할 수 있다. 이를 통해, 가스 센서의 특성이 화학 저항성이 아닌 화학 및 전기화학적 효과의 조합임을 확인할 수 있다. Figure 8 shows the results of the response of carbon dioxide coupled with different DC voltages to a gas sensor according to an embodiment of the present invention. 8A shows a graph of the response characteristic of carbon dioxide which varies depending on the voltage of 0.3, 0.4, 0.5, 0.6, 0.7, 0.8, 0.9, and 1.0 V at 400 ° C temperature condition, respectively. FIG. 8B is a graph showing the dynamic curves of the resistances obtained under conditions of 0.4 V and 400.degree. Figure 8c graphically illustrates the function of the current versus applied voltage for the experiment. Referring to FIG. 8C, as the voltage decreases to 0.3 V, the recorded current shows a negative value, but it can be confirmed that the amount of fluctuating response increases as the carbon dioxide content increases. This confirms that the characteristics of the gas sensor are a combination of chemical and electrochemical effects rather than chemical resistance.

이상에서 대표적인 실시 예를 통하여 본 발명을 상세하게 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상술한 실시 예에 대하여 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변형이 가능함을 이해할 것이다. 그러므로 본 발명의 권리 범위는 설명한 실시 예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 특허청구범위와 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태에 의하여 정해져야 한다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. will be. Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the above-described embodiments, but should be determined by all changes or modifications derived from the scope of the appended claims and equivalents of the following claims.

1: 가스 센서
11: 가스 센싱부
13: 전극
131: 제1 전극
133: 제2 전극
1: Gas sensor
11: Gas sensing unit
13: Electrode
131: first electrode
133: Second electrode

Claims (15)

소다라임 유리로 이루어지며 공극이 형성된 가스 센싱부; 및
상기 가스 센싱부의 일면상에 배치되는 제1전극 및 제2전극; 을 포함하는, 가스 센서에 있어서,
상기 가스 센서는, 가스 입자가 상기 공극에 흡착됨에 따라 발생하는 전류 변화를 통해 가스를 센싱하는 것을 특징으로 하는 가스 센서.
A gas sensing part formed of soda lime glass and having a gap formed therein; And
A first electrode and a second electrode disposed on one surface of the gas sensing unit; The gas sensor comprising:
Wherein the gas sensor senses the gas through a current change occurring as the gas particles are adsorbed on the gap.
제 1 항에 있어서,
상기 소다라임 유리는,
알칼리 금속 이온, 알칼리 토금속 이온 및 3족 금속 이온으로 이루어지는 군에서 선택되는 1 이상의 도핑 이온을 포함하는, 가스 센서.
The method according to claim 1,
The soda lime glass may be,
And at least one doping ion selected from the group consisting of an alkali metal ion, an alkaline earth metal ion, and a Group 3 metal ion.
삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 소다라임 유리는,
판상 형태로 제공되는, 가스 센서.
The method according to claim 1,
The soda lime glass may be,
A gas sensor provided in a plate form.
제 2 항에 있어서,
상기 도핑 이온은,
5 원자% 이상 포함되는, 가스 센서.
3. The method of claim 2,
The doping ions are,
5 atomic% or more.
제 2 항에 있어서,
상기 알칼리 금속 이온은,
리튬, 소듐, 포타슘 중에서 선택되는 1 이상의 이온인, 가스 센서.
3. The method of claim 2,
The alkali metal ions include,
And one or more ions selected from lithium, sodium, and potassium.
제 2 항에 있어서,
상기 알칼리 토금속 이온은,
베릴륨, 마그네슘, 칼슘 중에서 선택되는 1 이상의 이온인, 가스 센서.
3. The method of claim 2,
The alkaline earth metal ions are,
Beryllium, magnesium, and calcium.
제 2 항에 있어서,
상기 3족 금속 이온은,
보론, 알루미늄, 갈륨 중에서 선택되는 1 이상의 이온인, 가스 센서.
3. The method of claim 2,
The Group III metal ion may be,
Wherein the at least one ion is selected from boron, aluminum, and gallium.
제 1 항에 있어서,
상기 가스 센싱부는,
산화가스, 환원가스 및 비활성가스에 감응하는, 가스 센서.
The method according to claim 1,
The gas sensing unit includes:
A gas sensor responsive to an oxidizing gas, a reducing gas and an inert gas.
제 1 항에 있어서,
상기 가스 센싱부는,
이산화탄소 가스에 감응하는, 가스 센서.
The method according to claim 1,
The gas sensing unit includes:
A gas sensor responsive to carbon dioxide gas.
제 1 항에 있어서,
상기 가스 센싱부는,
표면에 금(Au) 입자를 도핑하여 일산화탄소 가스에 감응하는, 가스 센서.
The method according to claim 1,
The gas sensing unit includes:
A gas sensor, wherein the surface is doped with gold (Au) particles to react with carbon monoxide gas.
제 1 항에 있어서,
상기 가스 센싱부는,
표면에 팔라듐(Pd) 입자를 도핑하여 벤젠 가스에 감응하는, 가스 센서.
The method according to claim 1,
The gas sensing unit includes:
A gas sensor that is sensitive to benzene gas by doping palladium (Pd) particles on the surface.
제 1 항에 있어서,
상기 가스 센싱부는,
표면에 백금(Pt) 입자를 도핑하여 톨루엔 가스에 감응하는, 가스 센서.
The method according to claim 1,
The gas sensing unit includes:
Wherein the surface is doped with platinum (Pt) particles to react with toluene gas.
제 1 항에 있어서,
상기 제1전극 및 제2전극은,
물리적 증착 또는 화학적 증착법으로 배치된, 가스 센서.
The method according to claim 1,
The first electrode and the second electrode are electrically connected to each other,
A gas sensor, disposed by physical vapor deposition or chemical vapor deposition.
제 1 항에 있어서,
상기 제1전극 및 제2전극은,
금속물질로 제조된, 가스 센서.

The method according to claim 1,
The first electrode and the second electrode are electrically connected to each other,
A gas sensor made of a metal material.

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