일반기술

일산화탄소 가스를 선택적으로 감지하는 방법

본 기술은 환원성 가스를 감지하기 위한 반도체식 가스센서에 관한 것으로서, 특히 일산화탄소 가스에 대해 감지능을 가진, CuO가 첨가된 Zn2SnO4 감지재료를 사용하여 일산화탄소 가스를 선택적으로 감지하는 방법에 관한 것이다.일산화탄소(CO) 가스는 산업체 및 가정에서 불완전연소 과정을 통해 유출되기 쉬운 무색무취의 유독성 가스로서, 현재 상용화된 CO 가스센서는 SnO2를 감지물질로 이용한 반도체식 가스센서이다. 반도체식 가스센서는 장치가 간단하고 생산비용과 유지비용이 비교적 저렴하다는 장점이 있는데, 상술한 바와 같이 SnO2를 이용한 반도체식 가스센서는 환원성 가스 대부분에 대해 감지를 하기 때문에, 검출하고자 하는 가스 이외의 다른 가스나 수분에 의해 오동작을 일으키는 단점이 있다.또한, 현재까지 상용화된 CO 가스센서의 감지재료는 감도가 우수하고 비교적 저온에서 작동하는 SnO2를 모물질로 하면서 Pt나 Pd과 같은 귀금속 첨가물을 넣어 특성을 향상시켜 왔다. 그러나, 귀금속을 사용하는 것으로 인해, 센서 제작비가 많이 든다는 문제점이 있다.본 기술은, 기존의 반도체식 가스센서의 감지물질의 선택적 감응성 부족의 문제점을 해결하고자, 특히 CO 가스를 선택적으로 감지할 수 있는 방법을 제공한다.상기 목적을 달성하기 위해, 본 기술에서는 0.001 내지 20 몰％의 CuO를 함유하는 Zn2SnO4를 가스감응층으로 하는 가스센서를 150℃ 내지 350℃에서 작동시켜 일산화탄소 가스를 선택적으로 감지하는 방법을 제공한다.본 기술에서는 또한, 일산화탄소 가스 감지재료로부터 일산화탄소 가스 감응층을 형성하고 그의 양쪽 측면에 양극과 음극을 적층하여 일산화탄소 가스 센서를 제조하는 방법에 있어서, 상기 가스감응층을, ZnO 분말과 SnO2 분말의 2:1 몰비의 혼합물을 건조, 열처리 및 성형하여 얻어진 Zn2SnO4 소결체에 0.001 내지 20 몰% 범위의 양의 CuO를 첨가시킨 후 열처리함으로써 형성하는 것을 특징으로 하는, 일산화탄소 가스 센서의 제조방법을 제공한다.또한, 본 기술은 감지능을 향상시키기 위하여, 상기 가스감응층에 적층되는 전극으로서 ZnO 또는 SnO2와 같이 전도성이 우수한 산화물을 사용하는 것을 특징으로 하는 일산화탄소 가스 센서의 제조방법을 제공한다.또한, 본 기술에서는, 상기 가스감응층 형성시 ZnO 또는 SnO2를 과량으로 혼합하여 사용하는 것을 특징으로 하는 일산화탄소 가스 센서의 제조방법을 제공한다따라서 본 기술에 따라 CuO가 첨가된 Zn2SnO4 재료를 가스감응층에 주 재료로 사용하면 CO 가스에 대해 감지 선택성이 뛰어난 가스 센서를 얻을 수 있다.또한, 본 기술에 따라 상기 감지재료에 대해 SnO2 또는 ZnO를 전극으로 사용하거나 혼합하여 사용하여도 일산화탄소 가스에 대한 감도와 선택성이 우수한 센서를 얻을 수 있다.