微型集成式固体电解质环境监测气体传感器

负责人:王海容

所在学院：机械工程学院

一、项目简介

随着工业化进程的加速推进，人类社会各方面的发展对化石燃料的消耗与日俱增，而由此产生的大气环境污染问题也愈发严重，对人类的生存和健康、自然生态环境造成极大的损害。基于固体电解质的气体传感器，结合先进的MEMS 和镀膜技术，对于 CO2、SO2 等污染性气体浓度的实时监测、防治十分重要。项目以 Li3PO4、Li3PO4-Li2SiO3 薄膜固体电解质薄膜作为导电介质，研制CO2、SO2 等环境监测气体传感器。通过固体电解质薄膜的 CO2、SO2 气体传感器的响应原理分析，设计了集成式环境监测气体传感器，选择了合适的反应电极材料，结合 MEMS 薄厚膜工艺，采用热阻蒸发镀膜工艺沉积 Li3PO4 固体电解质薄膜，丝网印刷厚膜技术制备反应电极和加热电极，完成了集成式微型CO2、SO2 气体传感器的研制、封装、测试，为工业应用奠定了基础。微型气体传感器可实现 CO2 和 SO2 气体的高精度监测，并具有体积小、功耗低、成本低的特点。

三、市场前景及应用

在诸多大气污染物中，CO2 与 SO2 是引起气候变化和雾霾的主要污染源，其主要产生于各种金属的冶炼、石油化工产品的加工、工业及民用燃料的燃烧、各类机动车尾气的排放，对环境造成了严重的危害。由于此类污染性气体的危害迫在眉睫，因而对 CO2、SO2 气体的实时、快速、有效检测，以及根据检测结果采取相应防治控制措施非常有必要。由此可见，随着我国对环境保护治理的重视，将对高性能低成本的气体传感器具有紧迫而巨大的需求。