Einfluss von NOx auf die elektrische Leitfähigkeit von NOx-Speichermaterialien und die Anwendung dieser Materialien für neuartige NOx-Dosimeter

Mit der Fähigkeit, Stickoxide als Nitrat zu binden und in reduzierender Atmosphäre freizugeben, eignen sich NOₓ-Speicherkatalysatoren zur Entstickung des Abgases magerer Verbrennungsprozesse. Ein neuer Ansatz der direkten Zustandsdiagnose von Abgaskatalysatoren zur Schadstoffminderung bedient sich der beladungsabhängigen elektrischen Eigenschaften der katalytischen Beschichtungen (Bände 2 und 9 dieser Reihe).
In dieser Arbeit wurde zunächst der Einfluss der Stickoxide auf die elektrische Leitfähigkeit verschiedener barium- oder kaliumhaltiger NOₓ-Speichermaterialien, abhängig von den katalytisch aktiven Komponenten, grundlegend untersucht. Die bekannten Funktionen spiegeln sich im NOₓ-bedingten Leitfähigkeitsanstieg der NOₓ-Speichermaterialien wider.
Danach wurde die Eignung zweier kalium- und manganhaltiger NOₓ-Speichermaterialien als sensitive Schichten neuartiger resistiver NOₓ-Dosimeter gezeigt. Anders als herkömmliche Gassensoren detektieren NOₓ-Dosimeter in oxidierenden Atmosphären direkt die NOₓ-Menge im Gasstrom durch fortschreitende NOₓ-Speicherung und eine beladungsabhängige elektrische Leitfähigkeit. Die Sensorsignalableitung lässt wiederum auf den Konzentrationsverlauf schließen. Die vorgestellten NOₓ-Dosimeter eignen sich zur Langzeitdetektion von NOₓ im Sub-ppm-Bereich mit einer temperaturabhängigen hohen Empfindlichkeit, einer linearen Kennlinie, einem schnellen Ansprechen, der thermischen Regenerierbarkeit sowie systembedingt dem Fehlen eines Nullpunktdrifts und sind damit vielversprechend zur Immissionsüberwachung. Die abschließende Variation des Sensoraufbaus hinsichtlich der Elektrodenanordnung, der Speicherschichtdicke sowie dem Gaszutritt zur sensitiven Schicht diente dem Verständnis des Sensormechanismus und resultierte in einem ersten Modellansatz.