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Erschienen in: Progress in Additive Manufacturing 1/2019

01.06.2018 | Full Research Article

Additively manufactured mixed potential electrochemical sensors for NOx, C3H8, and NH3 detection

verfasst von: Lok-kun Tsui, Angelica Benavidez, Lindsey Evans, Fernando H. Garzon

Erschienen in: Progress in Additive Manufacturing | Ausgabe 1/2019

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Abstract

Additive manufacturing of mixed potential electrochemical sensors opens the possibility to perform rapid prototyping of electrode and electrolyte materials. We report for the first time the use of this technique for the fabrication of solid-state electrochemical gas sensors of the mixed potential type and assessment of variability in the manufacturing process. La0.87Sr0.13CrO3 (LSCO) and Pt electrodes bridged with a porous yttria-stabilized zirconia (YSZ) have been deposited on YSZ substrates by direct-write extrusion of pastes and inks. The sensors are evaluated for their sensitivity to 200 ppm of NOx, C3H8, and NH3. There is a need to understand how variations in intrinsic materials parameters during manufacturing such as differences in porosity affect the gas sensing of additively manufactured sensors to guide optimization of their performance and serve as quality control techniques. Further characterizations of these devices include electrochemical impedance spectroscopy and an aqueous electrochemical assessment of the electrode surface area and diffusion through the porous layer. We find a correlation of increased sensitivity with larger gas reaction impedance, higher Pt electrode surface area, and slower diffusion.

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Metadaten
Titel
Additively manufactured mixed potential electrochemical sensors for NOx, C3H8, and NH3 detection
verfasst von
Lok-kun Tsui
Angelica Benavidez
Lindsey Evans
Fernando H. Garzon
Publikationsdatum
01.06.2018
Verlag
Springer International Publishing
Erschienen in
Progress in Additive Manufacturing / Ausgabe 1/2019
Print ISSN: 2363-9512
Elektronische ISSN: 2363-9520
DOI
https://doi.org/10.1007/s40964-018-0054-2

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