JPS62138748A - 酸素分圧を測定するための固体電池 - Google Patents
酸素分圧を測定するための固体電池Info
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- JPS62138748A JPS62138748A JP61293602A JP29360286A JPS62138748A JP S62138748 A JPS62138748 A JP S62138748A JP 61293602 A JP61293602 A JP 61293602A JP 29360286 A JP29360286 A JP 29360286A JP S62138748 A JPS62138748 A JP S62138748A
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- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/26—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
- G01N27/403—Cells and electrode assemblies
- G01N27/406—Cells and probes with solid electrolytes
- G01N27/407—Cells and probes with solid electrolytes for investigating or analysing gases
- G01N27/4073—Composition or fabrication of the solid electrolyte
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野：
本発明は酸素分圧を測定するための固体電池に関し、こ
の固体電池は固体イオン電導体を有し、このイオン電導
体は１面にイオン電導体の移動性成分の活性を決定する
導出電極を有する参照相および他面に導出電極を有する
ガス感知相を含み、その間にβ″−アルミナ形固体電解
質が配置される。
の固体電池は固体イオン電導体を有し、このイオン電導
体は１面にイオン電導体の移動性成分の活性を決定する
導出電極を有する参照相および他面に導出電極を有する
ガス感知相を含み、その間にβ″−アルミナ形固体電解
質が配置される。
従来の技術：
固体電池の起電力測定によって酸素分圧を測定するため
、安定化した２酸化ジルコニウムを固体の酸素イオン電
導体として含む固体電池を使用することは公知である。
、安定化した２酸化ジルコニウムを固体の酸素イオン電
導体として含む固体電池を使用することは公知である。
内燃機関の排ガス流の中でラムダ測定ゾンデとして使用
されるこのような固体電池は文献″Ａｄｖ、 Ｅｌｅｃ
ｔｒｏｃｈｅｍ。
されるこのような固体電池は文献″Ａｄｖ、 Ｅｌｅｃ
ｔｒｏｃｈｅｍ。
Ｅｎｇ、 Ｖｏｌ １Ｑ、 Ｈｒｓｇ、 Ｃｈ、 （）
ｅｒｉｓｃｈｅｒ、 Ｃ，Ｗ。
ｅｒｉｓｃｈｅｒ、 Ｃ，Ｗ。
Ｔｏｂｉａｓ 、 ｉ 〜９０ページ、Ｗｉｌｅｙ ＆
５ｏｎｓ、 ＮｅｗＹｏｒｋ、 １９７７年出版”に
記載される。ラムダゾンデは参照電極たとえばパラジウ
ム／酸化パラジウムおよび多孔性白金層からなるガス感
知測定電極と結合している固体電解質を有する。
５ｏｎｓ、 ＮｅｗＹｏｒｋ、 １９７７年出版”に
記載される。ラムダゾンデは参照電極たとえばパラジウ
ム／酸化パラジウムおよび多孔性白金層からなるガス感
知測定電極と結合している固体電解質を有する。
このような固体電池によ＃）７０ロ〜１Ｄ００°Ｃの高
温で十分大きい応答速度をもって動作する酸素センサの
構成が可能である。
温で十分大きい応答速度をもって動作する酸素センサの
構成が可能である。
酸素分圧測定のためのすでに公知のこの固体電池および
β−アルミナ固体電解質の群に属するイオン電導体（先
願西独公開特許公報筒３５１６ ３１５号参照）は十分
な応答速度を示さない。
β−アルミナ固体電解質の群に属するイオン電導体（先
願西独公開特許公報筒３５１６ ３１５号参照）は十分
な応答速度を示さない。
発明が解決しようとする問題点：
本発明の目的はたとえば約３００°Ｃの低温ですでに十
分な応答速度を有し、ガス状または液体媒体中で酸素分
圧測定のため使用し５る固体電池を得ることである。
分な応答速度を有し、ガス状または液体媒体中で酸素分
圧測定のため使用し５る固体電池を得ることである。
間聰点を解決するための手段：
この目的は固体イオン電導体がＰｂ−β″−アルミナか
らなることによって解決される。この場合有利に参照相
は鉛からなり、ガス感知相は鉛−酸素化合物（ＰｂＯｘ
）からなる。有利な形成によればガス感知相は酸化鉛
（Ｐｂｏ ）からなる。しかし他の参照相およびガス感
知相も可能作用： しだがってこのような固体電池は次のように形成される
： 導出電極Ｉ Ｐｂ ｆ Ｐｂ−β″−アルミナ１Ｐｂｏ
ｘｌ導出電極Ｉ測定媒体／Ｐｏ２ 固体イオン電導体はＰｂ置換しだβ〃−アルミナからな
シ、すなわちＰｂ２＋イオンは主として移動性カチオン
として固体電解質中に存在し、低温ですでにこのような
使用に十分な顕著なイオン電導性に作用する。
らなることによって解決される。この場合有利に参照相
は鉛からなり、ガス感知相は鉛−酸素化合物（ＰｂＯｘ
）からなる。有利な形成によればガス感知相は酸化鉛
（Ｐｂｏ ）からなる。しかし他の参照相およびガス感
知相も可能作用： しだがってこのような固体電池は次のように形成される
： 導出電極Ｉ Ｐｂ ｆ Ｐｂ−β″−アルミナ１Ｐｂｏ
ｘｌ導出電極Ｉ測定媒体／Ｐｏ２ 固体イオン電導体はＰｂ置換しだβ〃−アルミナからな
シ、すなわちＰｂ２＋イオンは主として移動性カチオン
として固体電解質中に存在し、低温ですでにこのような
使用に十分な顕著なイオン電導性に作用する。
固体電解質は置換したβ〃−アルミナイオン電導体の亜
族に属し、この場合２価の金属カチオンは゛毒物質ＩＴ
Ｎａ−β−アルミナに存在する１価のＮａ＋イオンの
代りにイオン電導性に作用する。このＰｂ−β″−アル
ミナの低温で観測される電導性は意外に高い。それは毒
物質中の１価Ｎａ＋イオンの２価Ｐｂ”＋イオンとの置
換はまず高い電荷を有するイオン種は強い結合力のため
非移動性であると予測されるからである。
族に属し、この場合２価の金属カチオンは゛毒物質ＩＴ
Ｎａ−β−アルミナに存在する１価のＮａ＋イオンの
代りにイオン電導性に作用する。このＰｂ−β″−アル
ミナの低温で観測される電導性は意外に高い。それは毒
物質中の１価Ｎａ＋イオンの２価Ｐｂ”＋イオンとの置
換はまず高い電荷を有するイオン種は強い結合力のため
非移動性であると予測されるからである。
固体電解質はその１端面（１）で有利に純鉛からなる一
定の鉛活性の参照電極と接触する。
定の鉛活性の参照電極と接触する。
固体電解質の相対する端面（１）には一般式ＰｂＯｘで
表わされる鉛−酸素化合物の薄層が導出電極とともに固
体電池の測定電極を形成するガス感知相として存在する
。
表わされる鉛−酸素化合物の薄層が導出電極とともに固
体電池の測定電極を形成するガス感知相として存在する
。
固体電池にとくに薄層として形成したこのガス感知相の
機能は基本的には測定媒体中に感知すべき成分の含量に
よって決定される活性（分圧）がこの感知相の、固体電
解質の移動性イオンを形成する成分と同一である成分の
活性と関係していることによる。それによって酸素分圧
測定の際固体電解質（Ｐｂ−β″−アルミナ）とガス感
知相の相境界にガス相中の０２分圧によって一定に決定
する鉛活性が調節される。この鉛活性は２つの導出電極
間の無電流電位差測定を介して参照活性に対し相対的に
測定することができ、測定すべき酸素分圧の尺度を形成
する。
機能は基本的には測定媒体中に感知すべき成分の含量に
よって決定される活性（分圧）がこの感知相の、固体電
解質の移動性イオンを形成する成分と同一である成分の
活性と関係していることによる。それによって酸素分圧
測定の際固体電解質（Ｐｂ−β″−アルミナ）とガス感
知相の相境界にガス相中の０２分圧によって一定に決定
する鉛活性が調節される。この鉛活性は２つの導出電極
間の無電流電位差測定を介して参照活性に対し相対的に
測定することができ、測定すべき酸素分圧の尺度を形成
する。
熱力学的に安定な相のほかにさらに感知相とガス相の間
の熱力学的平衡外でもガス（または液）相中の測定媒体
（０２）の分圧変化に対応するＰｂ活性変化を示す準安
定相の使用も許容される。
の熱力学的平衡外でもガス（または液）相中の測定媒体
（０２）の分圧変化に対応するＰｂ活性変化を示す準安
定相の使用も許容される。
一般に２元化合物として選択した感知相は測定媒体中の
感知すべき成分の活性変化にその成分の相当ｒる活性変
化をもって応答する。ガス感知相として対象となる化合
物はイオン性またはイオン化性であシ、すなわち多くは
とくに高温で移動性とみなすことができ、かつイオン件
部分電導度に導く１種だけのイオン（アニオンまたはカ
チオン）のほかに本来の電子的電荷キャリヤ（電子また
は正孔）ももちろん割合としては一般にごく小さいけれ
ど、全電導度に加わる。ガス感知和尚のイオン粒子の移
動性が化学量論的平衡に導く化学的拡散による場合、前
記のように正味の成分輸送の電気的中性は同時に進行す
る正孔の移動によってのみ保証されるので、正孔濃度の
低い感知和尚の成分活性の平衡調節までの時間は非常に
長い。
感知すべき成分の活性変化にその成分の相当ｒる活性変
化をもって応答する。ガス感知相として対象となる化合
物はイオン性またはイオン化性であシ、すなわち多くは
とくに高温で移動性とみなすことができ、かつイオン件
部分電導度に導く１種だけのイオン（アニオンまたはカ
チオン）のほかに本来の電子的電荷キャリヤ（電子また
は正孔）ももちろん割合としては一般にごく小さいけれ
ど、全電導度に加わる。ガス感知和尚のイオン粒子の移
動性が化学量論的平衡に導く化学的拡散による場合、前
記のように正味の成分輸送の電気的中性は同時に進行す
る正孔の移動によってのみ保証されるので、正孔濃度の
低い感知和尚の成分活性の平衡調節までの時間は非常に
長い。
酸化鉛（Ｐｂｏ ）はイオン電、導のほかになお約５０
チの割合で存在する真性電子電導性があるので、混合電
導体の理、俳形と考えられる。これは酸化鉛と接触して
いるガス相内の酸素分圧変化によって発生する酸化船中
の成分のとくに迅連な活性調節のだめの前提を形成する
。
チの割合で存在する真性電子電導性があるので、混合電
導体の理、俳形と考えられる。これは酸化鉛と接触して
いるガス相内の酸素分圧変化によって発生する酸化船中
の成分のとくに迅連な活性調節のだめの前提を形成する
。
実施例：
次に本発明の実施例を図面により説明する。
固体電池は１面に一定の鉛活性を有する参照相１、この
場合純鉛を有し、この相は導出電極２と接触している。
場合純鉛を有し、この相は導出電極２と接触している。
他の面に鉛−酸素化合物この場合Ｐｂｏからなる薄層と
して形成したガス感知用３が存在し、この相は格子状導
出電極４と結合している。導出電極２，４ばとくに白金
からなる。参照相１とガス感知用３の間にＰｂ −β″
−アルミナからなる固体電解質５が配置される。
して形成したガス感知用３が存在し、この相は格子状導
出電極４と結合している。導出電極２，４ばとくに白金
からなる。参照相１とガス感知用３の間にＰｂ −β″
−アルミナからなる固体電解質５が配置される。
２つの導出電極２，４は結合導線６，７を介して高抵抗
ｍＶメータ８と結合される。
ｍＶメータ８と結合される。
図面は本発明の固体電池の断面図である。
１・・・参照相、２，４・・・導出電極、３・・・ガス
感知用、５・・・固体電解質
感知用、５・・・固体電解質
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、固体イオン電導体を有し、このイオン電導体が１つ
の面にイオン電導体の移動性成分の活性を決定する導出
電極を有する参照相、他の面に導出電極を有するガス感
知相を備え、その間にβ″−アルミナ形の固体電解質が
配置されているＯ＿２分圧を測定するための固体電池に
おいて、固体イオン電導体がＰｂ−β″−アルミナから
なることを特徴とする酸素分圧を測定するための固体電
池。 ２、参照相が鉛からなり、ガス感知相が鉛−酸素化合物
（ＰｂＯ＿ｘ）からなる特許請求の範囲第１項記載の固
体電池。 ５、ガス感知相が酸化鉛（ＰｂＯ）からなる特許請求の
範囲第２項記載の固体電池。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE3543768.5 | 1985-12-11 | ||
| DE19853543768 DE3543768C1 (de) | 1985-12-11 | 1985-12-11 | Galvanische Festkoerperkette zur Messung des Sauerstoffpartialdrucks |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62138748A true JPS62138748A (ja) | 1987-06-22 |
| JPH0520698B2 JPH0520698B2 (ja) | 1993-03-22 |
Family
ID=6288180
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61293602A Granted JPS62138748A (ja) | 1985-12-11 | 1986-12-11 | 酸素分圧を測定するための固体電池 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0226955A3 (ja) |
| JP (1) | JPS62138748A (ja) |
| DE (1) | DE3543768C1 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005340201A (ja) * | 2004-05-22 | 2005-12-08 | Robert Bosch Gmbh | カソード物質流を有する燃料電池設備 |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3620092A1 (de) * | 1986-06-14 | 1987-12-17 | Draegerwerk Ag | Galvanische festkoerperkette zur messung des o(pfeil abwaerts)2(pfeil abwaerts)-partialdruckes |
| US10333123B2 (en) | 2012-03-01 | 2019-06-25 | Johnson Ip Holding, Llc | High capacity solid state composite cathode, solid state composite separator, solid-state rechargeable lithium battery and methods of making same |
| US10084168B2 (en) | 2012-10-09 | 2018-09-25 | Johnson Battery Technologies, Inc. | Solid-state battery separators and methods of fabrication |
| JP6763965B2 (ja) | 2015-12-21 | 2020-09-30 | ジョンソン・アイピー・ホールディング・エルエルシー | 固体電池、セパレータ、電極および製造方法 |
| US10218044B2 (en) | 2016-01-22 | 2019-02-26 | Johnson Ip Holding, Llc | Johnson lithium oxygen electrochemical engine |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4279974A (en) * | 1977-09-02 | 1981-07-21 | Ngk Spark Plug Co., Ltd. | Solid electrolytic material and use thereof |
| FR2531222A1 (fr) * | 1982-08-02 | 1984-02-03 | Elf Aquitaine | Dispositif electrochimique de mesure de la pression partielle en oxygene dans une atmosphere gazeuse ou liquide |
| US4547281A (en) * | 1983-11-21 | 1985-10-15 | Gte Laboratories Incorporated | Gas analysis apparatus |
-
1985
- 1985-12-11 DE DE19853543768 patent/DE3543768C1/de not_active Expired
-
1986
- 1986-12-10 EP EP86117226A patent/EP0226955A3/de not_active Withdrawn
- 1986-12-11 JP JP61293602A patent/JPS62138748A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005340201A (ja) * | 2004-05-22 | 2005-12-08 | Robert Bosch Gmbh | カソード物質流を有する燃料電池設備 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE3543768C1 (de) | 1986-09-11 |
| EP0226955A2 (de) | 1987-07-01 |
| EP0226955A3 (de) | 1987-10-14 |
| JPH0520698B2 (ja) | 1993-03-22 |
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