Perspektivní technologie pro elektroniku

Ing. Petr KUBERSKÝ

Disertační práce

Electrochemical nitrogen dioxide sensor with solid polymer electrolyte based on ionic liquids

Anotace:

Tato disertační práce se zabývá perspektivními elektrochemickými senzory s polymerním elektrolytem založeným na organických materiálech pro detekci plynných látek. Úvodní část je věnována základním pojmům a vlastnostem senzorů pro detekci par a plynů. Následuje popis a zhodnocení současných principů detekce s ohledem na možnosti využití organických materiálů. Ve druhé části se práce podrobněji zaměřuje na perspektivní oblast elektrochemických senzorů. Pozornost je věnována základnímu rozdělení, elektrodovým topologiím, reakčním mechanismům a vyhodnocovacím obvodům. Teoretická část je zakončena charakterizací základních vlastností organických iontových kapalin nezbytných pro uplatnění v elektrochemických senzorových aplikacích. Experimentální část je věnována návrhu tříelektrodového ampérometrického senzoru s polymerním elektrolytem na bázi organické iontové kapaliny a popisu předpokládaných reakčních mechanismů. V této části jsou rovněž popsány technologické aspekty ovlivňující morfologii a strukturu jednotlivých senzorových vrstev. Hlavní část práce je zaměřena na studium vlivu geometrických parametrů pracovní elektrody na senzorovou odezvu. Výsledkem práce je návrh a realizace nového typu elektrochemického senzoru s polymerním elektrolytem pro detekci oxidu dusičitého.

Abstract:

This thesis deals with the construction of electrochemical devices based on organic materials for the detection of gas phase substances. The introductory part is focused on the description of basic terms and sensor properties which are generally used in the field of gas sensors. Subsequently, basic detection principles are described with regard to the potential use of organic materials in particular types of sensors. The middle part is concentrated on my activities in the field of electrochemical sensors. The attention is paid to the description of basic sensor classification, electrode topologies, electronic evaluation circuits and reaction mechanisms. This part of the thesis also includes the description and characterization of properties of organic ionic liquids. The experimental part is dedicated to the design of three-electrode amperometric electrochemical sensor with a new type of polymeric electrolyte based on organic ionic liquid and to the description of reaction mechanisms occurring in the sensor. The main part is concentrated on the study of the influence of the geometry of a working electrode on the properties of the sensor response. Finally, the design and implementation of new type of the electrochemical sensor for nitrogen dioxide detection is presented.

Klíčová slova

elektrochemický senzor, iontová kapalina, oxid dusičitý, polymerní elektrolyt

Jazyk práce: čeština

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 16. 4. 2014

Zveřejnit od: 31. 12. 2999

Obhajoba závěrečné práce

• Vedoucí: Doc. Ing. Aleš Hamáček, Ph.D.

ZÁPADOČESKÁ UNIVERZITA V PLZNI

Fakulta elektrotechnická

Doktorský studijní program / obor:
Elektrotechnika a informatika / Elektronika