Cuatro tipos principales de detectores de gas electroquímicos
Un número considerable de gases inflamables, tóxicos y peligrosos poseen actividad electroquímica y pueden oxidarse o reducirse electroquímicamente. Estas reacciones se utilizan para identificar componentes de gas y medir concentraciones de gas. Los sensores de gas electroquímicos se dividen en varias subcategorías:
① Sensor de gas de celda galvánica (también llamado sensor de gas de celda voltaica, sensor de gas de celda de combustible o sensor de gas de celda espontánea) Su principio de funcionamiento es similar al de las baterías secas comunes, excepto que los electrodos de carbono-manganeso de las baterías secas se reemplazan por electrodos sensibles al gas. Tomando como ejemplo un detector de oxígeno, el oxígeno se reduce en el cátodo, los electrones fluyen a través de un amperímetro hasta el ánodo, donde el plomo metálico se oxida. La magnitud de la corriente generada es directamente proporcional a la concentración de oxígeno. Este tipo de sensor puede detectar eficazmente oxígeno, dióxido de azufre, cloro y otros gases.
② Sensor de gas de celda electrolítica potenciostática Este sensor funciona excelentemente en la detección de gases reductores. A diferencia de los sensores de celda galvánica, sus reacciones electroquímicas son impulsadas por una corriente externa aplicada, lo que lo convierte en un verdadero sensor de análisis coulométrico. Se ha aplicado amplia y exitosamente a la detección de monóxido de carbono, sulfuro de hidrógeno, hidrógeno, amoníaco, hidracina y otros gases, y sirve como elemento sensor principal para los detectores de gases tóxicos y peligrosos actuales.
③ Sensor de gas de la celda de concentración Los gases electroquímicamente activos generan espontáneamente una fuerza electromotriz de gradiente de concentración en dos lados de la celda electroquímica, y el valor de la fuerza electromotriz se correlaciona con la concentración del gas. Las aplicaciones maduras típicas incluyen sensores de oxígeno para automóviles y detectores de dióxido de carbono con electrolitos sólidos.
④ Sensor de gas de corriente límite Un tipo de sensor de concentración de oxígeno se desarrolla basándose en el principio de que la corriente límite en una celda electroquímica es proporcional a la concentración del portador. Se aplica para la medición de oxígeno en los gases de escape de los automóviles y la detección de oxígeno disuelto en acero fundido.
