Fraunhofer-Institut für Elektronische Mikrosysteme und Festkörper-Technologien EMFTGase und Flüssigkeiten lassen sich zwar durch die Bestimmung der physikalischen Eigenschaften der Substanzen sehr genau analysieren, die entsprechenden Messsysteme sind allerdings meist sehr groß und teuer. Forschende des Fraunhofer EMFT arbeiten daher an miniaturisierten elektrochemischen Sensoren, um langzeitstabile und selektiv-sensitive amperometrische, impedimetrische und potentiometrische Messungen chemischer Parameter in Gasen und Flüssigkeiten zu ermöglichen.
Elektrochemische Sensoren
Lösungen zur Messung von Gasen und Flüssigkeiten
Elektrochemische Sensoren auf Foliensubstrat
Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler am Fraunhofer EMFT besitzen eine umfangreiche Erfahrung in der Entwicklung und Fertigung von Sensorkomponenten und deren Beschichtung. Zudem können geeignete Auswerte-Elektronik ausgewählt oder wahlweise entwickelt werden, abhängig von der jeweiligen Anwendung.
Transducer-Komponenten sind das Herzstück der Sensoren in der Elektrochemie. Das Fraunhofer EMFT verfügt über breites technologisches Know-how in der Herstellung elektrochemischer Transducer (Elektroden) auf Silizium, Glas und Kunststofffolien. Auf Basis dieser Bauelemente lassen sich kompakte und energieeffiziente (bio-)chemische Sensoren für unterschiedlichste Anwendungsbereiche realisieren, unter anderem für Umweltmonitoring, Life Sciences und Qualitätskontrolle in der Produktion.
Anwendung elektroschemischer Sensoren
Von der Präzision elektrochemischer Sensoren zu den vielseitigen Anwendungsmöglichkeiten elektrochemischer Zellen: Die Transducer-Komponenten bilden das Herzstück unserer fortschrittlichen Sensorik zur Messung von Gasen und Flüssigkeiten. Diese essenziellen Bauteile ermöglichen eine genaue und zuverlässige Erfassung chemischer Zusammensetzungen, was sie zu einem unverzichtbaren Werkzeug in zahlreichen Forschungs- und Anwendungsbereichen macht.
Der Transducer-Typ besteht dabei aus einer Anordnung mit drei Elektroden und ist für amperometrische Messungen und Zyklo-Voltagramme geeignet. Um einen Strom fließen zu lassen benötigt man mindestens zwei Elektroden: eine Arbeitselektrode (WE: working electrode bzw. Anode) und eine Gegenelektrode (CE: counter electrode bzw. Kathode). Damit kann der Strom und die Zellspannung gemessen werden, nicht jedoch das Elektrodenpotenzial an der Arbeitselektrode, das die Elektrodenreaktion bestimmt. Zur Messung dieses Potenzials dient eine dritte Elektrode, die stromlos betriebene Referenzelektrode (RE: reference electrode).
EZ-Chip
| Elektrodenanordnung (WE, CE, RE) | kreisförmig |
| Durchmesser Arbeitselektrode (WE) | 10 – 3000 µm |
| Chipfläche | 4,5 x 4,5 mm |
| Material | Goldelektroden auf Glas |
| Referenzelektrode (RE) | Possibility to print Ag/AgCl |
| Passivierung | bei Bedarf Polyimid |
| Integrierter Temperatursensor (WE 500µm) | Widerstand (RT bis 150°C) |
| Integrierter Heizer | bis 150°C |
| Beschichtung | auf Kundenanfrage |
| AVT |
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