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纳米复合氧化锆在氧传感器中的应用领域分析
    点击数:958         日期:2014-2-26
  汽车氧传感器是电喷发动机控制系统中关键的传感部件,是控制汽车尾气排放、降低汽车对环境污染、提高汽车发动机燃油燃烧质量的关键零件。
  在使用三元催化转换器以减少排气污染的发动机上,由于混合气的空燃比一旦偏离理论空燃比,三元催化剂对CO、HC和NOx的净化能力将急剧下降,故在排气管中安装氧传感器,用以检测排气中氧的浓度,并向ECU发出反馈信号,再由ECU控制喷油器喷油量的增减,从而将混合气的空燃比控制在理论值附近。
  由于O2-能在纳米复合氧化锆固体电解质内迁移,在不同氧浓度差下,会导致电解质两端电极电势差发生变化,是主流氧传感器的核心材料。
  一般一辆汽车配2个或多个氧传感器,每个传感器需纳米复合氧化锆粉体5-10g;由于环保要求和氧传感器的节油特性(通过提高燃油燃烧效率),发达国家一般5万公里左右进行更替。按照2012年全球汽车产量8414万辆计算,考虑部分替换需求,全球氧传感器年产量在2亿支以上,消耗粉体1000-2000吨。
  燃料电池(Fuel Cell)是一种将存在于燃料与氧化剂中的化学能直接转化为电能的发电装置。由于其转化过程清洁(氮氧化物排放减少97%)、能源转化效率高(多在40-60%,如热电联产可达85%)的特性,被认为是未来常规能源的终极解决方案。从目前进展看,SOFC是中大型固定式发电的首选方案,PEMFC是移动式和小型发电的首选方案(见表6)。SOFC方式中,其电解质材料为氧化钇稳定的纳米氧化锆(YSZ),正极为YSZ表面镀Ni等金属。
  另外,纳米复合氧化锆作为各种制氢催化剂载体亦有广泛用途。
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