KLAGENFURT. Sowohl im Verkehr als auch in der Industrie ist die Abgas-Reduktion ein wichtiges Thema.
Die derzeit am Markt verfügbaren Sensorsysteme sind allerdings groß und relativ kostenintensiv. Im Projekt „Erforschung von hochtemperaturstabilen und gassensitiven Nano-Schichten für ‚Surface Acoustic Wave – SAW' Abgassensoren” haben sich unter der Leitung des Forschungszentrums CTR Carinthian Tech Research die Projektpartner NanoTecCenter Weiz (NTC) sowie die Industriepartner AVL List und Ebner Industrieofenbau genau dieser Fragestellung gewidmet.
„Wir haben uns auf Sensoriklösungen konzentriert, die miniaturisierbar und langlebig sind und eine Messung nahe am Verbrennungsort ermöglichen”, erklärt Gudrun Bruckner, Projektleiterin vom Forschungszentrum CTR. „Das bedingt, dass die Sensorik Temperaturen von 350 bis 500 Grad Celsius standhalten kann.”
Klein & robust
Dafür haben die Forscher Messprinzipien wie Widerstandsmessungs- und Oberflächenwellensensorik in Kombination mit funktionalen Schichten auf Metalloxid-Basis gewählt. Beide Prinzipien überstehen bei geeigneter Wahl der Materialien extreme Temperaturen und haben das Potenzial für sehr kleine Sensorsysteme, die in großen Stückzahlen und damit sehr kosteneffizient hergestellt werden können.
„Wir haben verschiedenste Herstellungsverfahren angewandt und dabei mehr als 60 Schichten bzw. Schichtkombinationen aus insgesamt elf Materialien evaluiert und analysiert, um die optimale Variante zu finden”, erläutert Andreas Klug, stellvertretender Leiter für F&E und Projektverantwortlicher bei NTC.
Die neuen SAW-Sensoren haben eine Größe von 1 mm x 5 mm und wurden in einer Reihe von Lithografie-Prozessen hergestellt, die für eine Produktion in hohen Stückzahlen ausgelegt sind. Die Sensoren halten Temperaturen bis 800 °C aus und sind dabei äußerst sensibel gegenüber Stickoxiden und Wasserstoff, deren Grenzwerte Messungen von wenigen Molekülen erfordern. (red)