Sensori elettrochimici utilizzati per rilevare i gas
Una parte considerevole dei suoi gas infiammabili, tossici e nocivi ha attività elettrochimica e può essere ossidata o ridotta elettrochimicamente. Utilizzando queste reazioni, è possibile distinguere la composizione del gas e rilevarne la concentrazione. Esistono molte sottocategorie di sensori di gas elettrochimici:
(1) Il principio dei sensori di gas del tipo a cella primaria (noti anche come sensori di gas del tipo a cella Gavoni, sensori di gas del tipo a cella a combustibile e sensori di gas del tipo a cella spontanea) è simile a quello delle batterie a secco che utilizziamo, tranne per il fatto che l'elettrodo di carbonio e manganese della batteria viene sostituita da un elettrodo a gas. Ad esempio, in un sensore di ossigeno, l'ossigeno viene ridotto al catodo e gli elettroni fluiscono attraverso l'amperometro fino all'anodo, dove il piombo metallico viene ossidato. L'entità della corrente è direttamente correlata alla concentrazione di ossigeno. Questo tipo di sensore può rilevare efficacemente ossigeno, anidride solforosa, gas di cloro, ecc.
(2) Il sensore di gas del tipo a cella elettrolitica a potenziale costante è molto efficace nel rilevare i gas riducenti. Il suo principio è diverso da quello dei sensori originali del tipo a batteria. La sua reazione elettrochimica avviene sotto la forza della corrente, rendendolo un vero sensore per l'analisi di Coulomb. Questo tipo di sensore è stato utilizzato con successo nel rilevamento di gas come monossido di carbonio, idrogeno solforato, idrogeno, ammoniaca, idrazina, ecc. Attualmente è il sensore tradizionale per il rilevamento di gas tossici e nocivi.
(3) I sensori di gas del tipo a batteria di concentrazione, con gas elettrochimicamente attivi su entrambi i lati della cella elettrochimica, formeranno spontaneamente la forza elettromotrice di concentrazione. L'entità della forza elettromotrice è correlata alla concentrazione del gas. Esempi di successo di tali sensori sono i sensori di ossigeno per automobili e i sensori di anidride carbonica del tipo ad elettrolita solido.
(4) Un sensore di gas a corrente limite è un tipo di sensore che misura la concentrazione di ossigeno. Utilizza il principio secondo cui la corrente limite in una cella elettrochimica è correlata alla concentrazione del portatore per preparare un sensore di concentrazione di ossigeno (gas), utilizzato per il rilevamento dell'ossigeno nelle automobili e per rilevare la concentrazione di ossigeno nell'acciaio fuso.
