[发明专利]电化学气体传感器

说明书

一种电化学气体传感器，其具有高分子固体电解质膜、检测电极、对电极和气体扩散层，该气体扩散层覆盖检测电极并且为导电性且多孔质，所述电化学气体传感器不具备贮水部。而且，对气体扩散层或过滤器的活性炭进行过亲水化。对干燥环境的耐久性提高。

技术领域

本发明涉及电化学气体传感器。

背景技术

已知以下电化学气体传感器，其中，在质子导电膜的一面设置检测电极，在另一面设置对电极，通过由炭与PTFE(聚四氟乙烯)形成的疏水性碳纤维片覆盖检测电极与对电极(参见专利文献1JP2006-84319A)。该电化学气体传感器具备贮水部，疏水性的碳纤维片将来自贮水部的液体的水排除。

专利文献2(US2015/1076A)公开了一种电化学气体传感器，其中，通过水凝胶(hydro gel)覆盖检测电极、对电极和参比电极这三个电极。水凝胶贮存水，作为贮水部起作用。专利文献3(JP2010-241648A)记载了活性炭的亲水化。专利文献4(JP2007-503992)记载了用酸处理后的活性炭相比于未处理的活性炭，去除硅氧烷的能力更高。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：JP2006-84319A；

专利文献2：US2015/1076A；

专利文献3：JP2010-241648A；

专利文献4：JP2007-503992。

发明内容

发明所要解决的问题

对不具备贮水部的电化学气体传感器而言，在干燥环境中，由于高分子固体电解质的导电性的降低、以及检测电极的活性的下降等，导致灵敏度容易下降。例如在CO的检测中，利用在检测电极中的以下反应，因而在检测中需要水。而且，当高分子固体电解质的导电性下降时，输出电流或输出电压下降。

CO+H₂O→CO₂+2H⁺+2e^-

本发明的课题在于，使不具备贮水部的电化学气体传感器对干燥环境的耐久性提高。

本发明的次要的课题在于，使气体传感器的灵敏度即使在结露环境下也不会丧失。

解决问题的技术方案

本发明的电化学气体传感器具有：高分子固体电解质膜、与前述固体电解质膜接触的检测电极、与前述固体电解质膜接触且与前述检测电极不接触的对电极、气体扩散层、以及过滤器，所述气体扩散层覆盖在前述检测电极的与前述固体电解质膜相反侧的面上并且为导电性且多孔质，所述电化学气体传感器不具备贮水部，所述电化学气体传感器的特征在于，

前述气体扩散层为亲水性、或者前述过滤器由亲水性的活性炭构成。

首先，对气体扩散层的亲水化进行说明。如图3、图4所示，通过使气体扩散层亲水化，从而提高对干燥环境中的耐久性。需要说明的是，气体扩散层是比固体高分子电解质膜、检测电极以及对电极更厚的部件，并且与它们相比能够保持大量的水，该水在干燥环境中缓慢蒸发或者向电极与固体高分子电解质膜移动，由此，能够维持气体灵敏度。本发明的电化学气体传感器即使不具备贮水部，对干燥环境的耐久性也较高(图3、图4)。需要说明的是，通常，当电化学气体传感器长期被置于干燥环境时，灵敏度下降，但是，一旦放回常湿环境，灵敏度就会恢复。