Performance Assessment of ZrO2 Nanofibrous Oxygen Sensor

Authors : Özlem ERDEM YILMAZ

Pages : 979-987

Doi:10.21605/cukurovaumfd.1040751

View : 13 | Download : 14

Publication Date : 2021-12-29

Article Type : Research Paper

Abstract :ZrO2 tabanlı geleneksel otomotiv oksijen sensörlerine (GOS) alternatif bir oksijen sensörü başarıyla üretilmiştir. Egzoz gazlarının temas edeceği ve kimyasal reaksiyonların başlayacağı sensör aktif yüzeyini oluşturmak için, polivinil alkol ve ZrO2’den oluşan çözelti kullanılarak (ZrO2+PVOH) elektroeğirme yöntemiyle nanolifler elde edilmiş ve sonrasında bu lifler 700 oC sıcaklıkta kalsinasyon işlemine tabi tutulmuştur. İşlem sıcaklığının hassas kontrolü ve nanolif yapıların yüksek yüzey/hacim oranları sayesinde, artan egzoz gaz konsantrasyonları (%50-60’a kadar) ve yüksek çalışma sıcaklığı şartları altında, ZrO2+PVOH nanolif sensörün GOS’a yakın ölçüm performansı gösterdiği tespit edilmiştir. ZrO2+PVOH nanolif sensörün 700 oC çalışma sıcaklığı ve %50 egzoz gaz konsantrasyonunda maksimum algılama performansı (Ra/Re) olan 7,24’ü gösterdiği, aynı şartlar altında geleneksel oksijen sensörü için ise bu değerin 8,11 olduğu tespit edilmiştir. Nanolif sensörün geniş bir egzoz gaz sıcaklık aralığında (270-900 oC), kabul edilebilir algılama sonuçları gösterdiği gözlemlenmiştir. Elde edilen performans değeri, GOS’a kıyasla ortalama %15 az olsa da, bu nanolif sensör, gelecekte üretilecek daha kısa cevap-toparlanma süresine sahip ve hassas ölçüm yapabilen oksijen sensörleri için umut vadetmektedir.
Keywords : Oksijen sensörü, Nanolif, Elektroeğirme, ZrO2 nanopartikül, Egzoz gazı