[发明专利]用于电化学传感器中的阴极材料和相关的装置、以及其制造方法

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求受益于2009年8月4日提交的序号为61/231,229、题目为“用于电化学传感器中的阴极材料和相关的装置”的美国在先申请，因此这里通过参考以其整体并入本发明中，包括其中引用的所有参考文献。

发明背景

1.发明的技术领域

本发明总体上涉及用于燃料电池和电化学传感器中的阴极材料，且更特别涉及与氧还原催化剂相结合的碳质材料，例如，取代的和未取代的过渡金属卟啉，取代的和未取代的过渡金属四苯并卟啉，取代的和未取代的过渡金属四苯基卟啉，取代的和未取代的过渡金属四氮杂卟啉，取代的和未取代的过渡金属四氮杂大环化合物，取代的和未取代的过渡金属酞菁，取代的和未取代的过渡金属萘菁，取代的和未取代的过渡金属二(酞菁)，取代的和未取代的过渡金属二(萘菁)以及他们的组合。本发明还涉及具有新颖结构构造的燃料电池和电化学传感器，其中相关的微电极组件(MEA)的阳极和阴极配置于离子交换膜的相同侧或不同侧，并且/或其暴露于相同的气态环境或不同的气态环境(其中之一的构造)。本发明还涉及包括新颖的电化学传感器、微电极组件的气体、烟雾和/或火焰检测器和/或用于该检测器的辅助元件，及其相关的制造方法。

2.背景技术

燃料电池和电化学传感器，例如用于气体、烟雾和/或火焰检测器的燃料电池和电化学传感器，多年来一直是现有技术中已知的。例如，参见题目为“Gas Detection Unit”的U.S.专利No.4,329,214，题目为“Electrochemical Gas Sensor Cells Using Three Dimensional Sensing Electrodes”的U.S.专利No.5,302,274，题目为“Amperometric Carbon Monoxide Sensor Module for Residential Alarms”的U.S.专利No.5,331,310，题目为“Gas Sensor Based on Protonic Conductive Membranes，”的U.S.专利No.5,573,648，题目为“Photon Absorbing Bioderived Organometallic Carbon Monoxide Sensors”的U.S.专利No.5,618,493，题目为“Low Cost Room Temperature Electrochemical Carbon Monoxide and Toxic Gas Sensor with Humidity Compensation Based on Protonic Conductive Membranes”的U.S.专利No.5,650,054，题目为“Electrochemical Sensor With A Non-Aqueous Electrolyte System”的U.S.专利No.5,944,969，题目为“Electrochemical Gas Sensor”的U.S.专利No.5,958,200，题目为“Target Gas Detection System with Rapidly Regenerating Optically Responding Sensors”的U.S.专利No.6,172,759，题目为“Gas Sensor with a Diagnostic Device”的U.S.专利No.6,200,443，题目为“Hybrid Film Type Sensor”的U.S.专利No.6,936,147，题目为“Self-Calibrating Carbon Monoxide Detector and Method”的U.S.专利No.6,948,352，题目为“Electrochemical Gas Sensor”的U.S.专利No.7,077,938，题目为“Gas Sensor and Its Method of Manufacture”的U.S.专利No.7,022,213，题目为“Solid State Sensor for Carbon Monoxide”的U.S.专利No.7,236,095，题目为“Electrochemical Sensor”的U.S.专利No.7,279,081，题目为“Liquid Electrochemical Gas Sensor”的U.S.专利申请No.2005/0145494，题目为“Gas Detecting Device with Self-Diagnosis for Electrochemical Gas Sensor”的U.S.专利申请No.2006/0091007，题目为“Proton Conductor Gas Sensor”的U.S.专利申请No.2006/0120924和题目为“Liquid Electrochemical Gas Sensor”的U.S.专利申请No.2006/0196770，所有这些文献通过参考以其整体并入本发明中-包括其中引用的所有参考文献。