ISBN 9783843920506

978-3-8439-2050-6, Reihe Mikrosystemtechnik

Eike Brauns
Entwicklung katalytischer Mikrogassensoren mit Katalysatoren aus ligandenstabilisierten Nanopartikeln

170 Seiten, Dissertation Universität Bremen (2015), Softcover, A5

Zusammenfassung / Abstract

Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der Umsetzung eines neuen Konzeptes für katalytische Mikrogassensoren. Der Sensor basiert auf einem hochtemperaturstabilen Membranchip mit guter thermischer Entkopplung, Thermosäulen mit hohem Seebeck-Koeffizienten und einem neuartigen katalytischen Hybridmaterial. Dieses Material besteht aus Platin-Nanopartikeln, welche durch organische Liganden stabilisiert werden und eine hohe Katalysatoroberfläche aufweisen. Hierdurch wird nur eine geringe Menge des Katalysatormaterials benötigt, um einen hohen Energieumsatz zu erzeugen. Insbesondere aufgrund nur geringer Mengen stabilisierenden Zusatzmaterials, weist das Katalysatormaterial ein hohes Verhältnis von freier Oberfläche zur Wärmekapazität auf. Die Umsetzung beinhaltet die Entwicklung eines Designs durch Modellbildung nach physikalischen Mechanismen. Weiter werden die Fertigungsprozesse und Besonderheiten der mikrosystemtechnischen Herstellung erläutert. Für die Charakterisierung wird eine spezielle digitale Elektronik entwickelt, welche verschiedene Betriebsmodi der Temperaturregelung ermöglicht, wie z.B. sinusförmige Temperaturmodulation zur gasspezifischen Erzeugung von Oberwellen. Anschließend erfolgt die Charakterisierung des Systems durch Ermittlung klassischer Sensorparameter.