Gassensoren für das Endrohr
Emissionen aus Automobilen bilden einen beträchtlichen Teil der weltweiten Umweltschadstoffe. Zwar haben technologische Verbesserungen schon viel dazu beigetragen, die Emissionen des einzelnen Automobils zu senken, doch die Zahl der für den Verkehr zugelassenen Fahrzeuge nimmt weiter zu, was diese Verbesserung teilweise wieder aufzehrt. Zu den frei gesetzten Schadstoffen zählen Kohlendioxid (das zum globalen Klimawandel beiträgt), Stickoxide und Kohlenwasserstoffe (die sich verbinden und zum fotochemischen Smog führen) sowie Kohlenmonoxid und andere schädliche Substanzen. Immer dann, wenn Änderungen am Motorwirkungsgrad (zur Senkung des Kraftstoffverbrauchs) oder an der Kraftstoffzusammensetzung (z.B. bei Einführung von Benzin mit neuer Formulierung, Biokraftstoffen, Erdgas oder Wasserstoffenergie) vorgenommen oder andere mögliche Verbesserungen implementiert werden, benötigen die Ingenieure ein Verfahren zur quantitativen Bewertung der erzielten Ergebnisse. Diese Bewertung kann in einer kontrollierten Betriebsumgebung wie z.B. auf einem Motorprüfstand durchgeführt werden, doch am besten ist es immer noch, solche Messungen in der Praxis zu machen - auf der Straße also. Eine Gruppe von europäischen Unternehmen, zu denen auch einige hochkarätige Automobilhersteller (Fiat, Renault und Volvo) gehören, hat sich an dem Projekt ECONOX II beteiligt, um einen Prototypen für einen industrietauglichen Gassensor zu entwickeln. Der Sensor analysiert am Endrohr die chemische Zusammensetzung der Motorabgase und ermittelt dabei die Anteile von Kohlenmonoxid (CO), Stickoxiden (NOx) und Kohlenwasserstoffen (HC). Die Massenproduktion des Sensors wurde durch Anwendung der Siebdrucktechnologie bewerkstelligt, mit der die geltenden Industriestandards für die Reproduzierbarkeit und Stabilität der Leistung erfüllt wurden. In Tests zeigte der Sensor eine gute Empfindlichkeit für CO, HC und NO2; die NO-Messung dagegen erwies sich als nicht zufriedenstellend. Die an ECONOX II beteiligten Mikroelektronik-Organisationen möchten die innovative Siebdrucktechnologie auf andere Anwendungsbereiche als die Sensorik im Automobilbereich ausweiten. Dagegen sind die anderen Projektpartner an einer Nutzung der hier angewandten einfachen Planarstruktur interessiert, die es ermöglicht, die Sensoren direkt im Abgasstrom zu betreiben, was wegen der hohen Betriebstemperaturen normalerweise nicht möglich ist. Eine weitere Unterstützung der Forschungsarbeit ist auch erwünscht, um das Ansprechverhalten des Sensors (z.B. auf NO) zu verbessern.
