Công nghệ phân tích khí ứng dụng nâng cao hiệu suất cháy nhiên liệu trong sản xuất xi măng45105

NLN * 154 - 7/2020 * 15 Số: 154 - Tháng 7/2020 Trang 15 - 24 CƠNG NGHỆ PHÂN TÍCH KHÍ ỨNG DỤNG NÂNG CAO HIỆU SUẤT CHÁY NHIÊN LIỆU TRONG SẢN XUẤT XIMĂNG Hồ Trường Giang, Phạm Quang Ngân, Giang Hồng Thái, Đỗ Thị Anh Thư, Đỗ Thanh Trung, Lê Ngọc Thành Vinh, Nguyễn Ngọc Toàn - Viện Khoa học vật liệu Trần Văn Bình - Cơng ty Cổ phần Ximăng VICEM Sông Thao Nguyễn Trường Giang - Đại học Giao thơng Vận tải Phạm Đình Tn - Đại học Công Nghệ, Đại học Quốc gia Hà Nội Nguyễn Ngọc Khải - Đại học Hàng hải Việt Nam Hoàng Thị Hiến - Đại Sư phạm Kỹ thuật Hưng Yên Ngày nhận bài: 04/9/2020 Ngày phản biện đánh giá sửa chữa: 10/9/2020 Ngày duyệt đăng: 30/10/2020 Bài báo trình bày tổng quan cơng nghệ phân tích khí ứng dụng chúng cơng nghiệp sản xuất ximăng Cơng nghệ phân tích khí trình bày cảm biến khí dựa nguyên lý hấp thụ hồng ngoại theo cấu hình khơng tán sắc (NDIR) điện hóa sử dụng kỹ thuật phân tích theo kiểu trích xuất (extractive) trực tiếp (in-situ) Ở đây, nhấn mạnh vào cảm biến khí hấp thụ hồng ngoại ứng dụng cơng nghệ phân tích khí cho phản hồi vận hành lò nung ủ Clinker để nâng cao hiệu suất cháy nhiên liệu Kết ban đầu nhóm nghiên cứu hai loại cảm biến khí hấp thụ hồng ngoại cảm biến khí điện hóa cho ứng dụng sản xuất ximăng Việt Nam thể Từ khóa: cảm biến khí hấp thụ hồng ngoại, cảm biến khí điện hóa, phân tích khí thải, tối ưu hóa đốt cháy nhiên liệu I Giới thiệu Cơng nghiệp sản xuất ximăng ngành công nghiệp với nhiều cơng đoạn phức tạp quy mơ lớn Hình minh họa khối điển hình dây chuyền sản xuất nhà máy ximăng Ở đó, nguồn nguyên liệu thô ban đầu (đá vôi, đất sét,…) khai thác từ mỏ, đập thành viên nhỏ đến trình đồng sơ Sau nghiền trộn thành hạt nhỏ, chúng chuyển qua tháp đồng chuyển vào gầu tải để đổ vào tháp sấy Sau sấy, hỗn hợp vật liệu chuyển xuống lò quay nung chảy thành dạng vật liệu Clinker Clinker làm nguội, đưa vào tháp chứa nghiền mịn làm nguyên liệu ximăng Nhiên liệu than nghiền mịn đưa vào lị nung thơng qua hệ thống vịi phun phần vào tháp sấy để thực trình đốt cháy Năng lượng nhiệt từ trình đốt than dùng để sấy nung chảy nguyên liệu Trong hệ thống này, nguồn nguyên liệu từ tháp sấy xuống lị nung, cịn khí nóng nhiệt lượng ngược chiều từ lò nung bên lên tháp sấy Sản xuất ximăng sử dụng nhiên liệu cháy chủ yếu than Nguồn lượng than đá có giá thành rẻ, phù hợp hiệu sản xuất ximăng Ngoài ra, số nhà máy bắt đầu sử dụng rác thải để đốt thay cho phần nhiên liệu than đá nhằm giải vấn đề mơi trường Như thể Hình 1, cơng nghiệp sản xuất ximăng có nhiều vị trí cần xác định nồng độ khí để xác định tình trạng hoạt động điều khiển vận hành hệ thống Ở đó, vị trí (2), (3), (5) liên quan đến an tồn lao động phát sinh tác nhân gây cháy nổ; vị trí (4) liên quan đến khí thải mơi trường khơng khí (cần có quan trắc giám sát khí để đảm bảo yếu tố pháp lý khí thải); vị trí (1) liên quan đến tham số khí cho vận hành lò nung Clinker Mỏ đá O2, CO, CO2, NOx Nghiên thơ Ống khí thải O2, CO2, CO, NOx, SO2, HC O2, CO, HC Nghiền xi-măng Nghiền Tiền trộn Tháp đồng Tháp Klinker Lò quay Than đá Nguội Klinker Nghiền than Tháp chứa ximăng O2, CO2, CO, NOx, SO2 CO O2, CO2, CO, NOx, SO2 Hình Minh họa điển hình khối sản xuất ximăng vị trí cần phân tích khí [1] 16 * NLN * 154 - 7/2020 Việc phân tích nồng độ khí sản xuất ximăng thực theo hai dạng kỹ thuật lấy mẫu trích xuất (extractive) phân tích khí trực tiếp (insitu), thể Hình Với kỹ thuật phân tích lấy mẫu trích xuất (Hình 2a), mẫu khí từ mơi trường khí cần đo trích xuất qua xử lý lọc bụi, nước, pha lỗng (đối với khí cần đo nồng độ lớn) làm giàu (đối với khí nồng độ nhỏ); sau mẫu khí qua xử lý đưa đến buồng phân tích khí để xác định nồng độ Kỹ thuật phân tích khí theo kiểu trích xuất có ưu điểm ứng dụng cho mơi trường khí cần phân tích có nhiệt độ cao nhiệt độ thấp, hệ phân tích khí hoạt động ổn định thời gian dài, giảm tần suất bảo trì bảo dưỡng thiết bị phân tích khí, đặc biệt phù hợp cho mơi trường khí khắc nghiệt (nhiều bụi, nước nhiệt độ cao) Tuy vậy, nhược điểm phân tích theo kiểu trích xuất hệ thống thiết bị lớn, phức tạp, nhiều cơng đoạn, chi phí đầu tư ban đầu lớn, có độ trễ định (do có q trình trích xuất mẫu khí) dẫn đến khơng phản ánh kịp thời tình trạng nồng độ khí; số khí (ví dụ NOx SO2) bị sai lệch nồng độ phân tích hịa tan ẩm bị hấp phụ bụi Việc trích xuất mẫu khí từ điểm đo buồng phân tích thách thức lớn mà có số lượng nhà sản xuất thiết bị thực Trong số trường hợp, thiết kế phức tạp hệ thống nên cần phải có chuyên gia thực việc bảo trì, bảo dưỡng Trong đó, kỹ thuật phân tích mẫu khí trực tiếp (Hình 2b) đầu cảm biến nhúng trực tiếp mơi trường khí cần đo để phân tích nồng độ khí Kỹ thuật có ưu điểm hệ thống thiết bị nhỏ gọn, chi phí đầu tư ban đầu nhỏ hơn, nồng độ khí phản ảnh tức kịp thời Do cơng nghệ phân tích khí thải chủ yếu dựa nguyên tắc quang học nên kỹ thuật thường phù hợp cho mơi trường khí với nhiệt độ thấp 1000oC Khí nóng, nhiệt lượng K thải Khí Tiếp nhiên liệu Tháp sấy Phun than Lò quay nung ủ Clinker h 280oC 100oC Làm nguội Clinker Hình Minh họa hoạt động hệ thống tháp sấy, lò nung Clinker vị trí khí cần phân tích khí [2] II Cảm biến khí Trong phân tích khí thải nói chung phân tích khí cơng nghiệp ximăng nói riêng, cảm biến phổ biến cảm biến quang học (dựa hấp thụ xạ hồng ngoại - IR cực tím UV), cảm biến điện hóa Ngồi ra, số cảm biến thuận từ sử dụng cho khí O2 dải nồng độ lớn (thang %) Trong bài báo này, chúng tơi trình bày trọng tâm cảm biến quang học cho phân tích khí tính ưu việt độ chọn lọc, hoạt động ổn định, tính tin cậy phù hợp mơi trường khí thải ngành ximăng 2.1 Cảm biến quang học Sự hấp thụ xạ hồng ngoại chất khí tuân theo định luật Lambert-Beer hấp thụ xạ điện - từ vật chất [1]: 𝐼 = 𝐼𝑜 𝑒 −𝛼𝑐𝑙 (1) Trong I cường độ ánh sáng sau truyền qua môi trường khí, Io cường độ ánh sáng ban đầu, α hệ số hấp thụ khí, c nồng độ khí, vàllà chiều dài quang học mà ánh sáng qua môi trường Dựa vào độ suy giảm cường độ xạ hồng ngoại này, nồng độ mẫu khí c xác định Mỗi loại khí mục tiêu hấp thụ vùng bước sóng xạ điện từ đặc trưng Ví dụ, Hình thể đặc trưng hấp thụ NLN * 154 - 7/2020 * 17 xạ điện từ số loại khí vùng cực tím (UV) vùng hồng ngoại (IR) [3,4] Benzene O3 (a) Xylene Độ hấp thụ SO2 NO2 Toluene 250 260 270 280 290 Bước sóng (nm) 300 310 (b) 320 (b) Độ hấp thụ CO2 CO H2O CH4 NO2 NH3 CO2 CH4 NO O3 10 Bước sóng (µm) 12 16 14 Hình Đặc trưng hấp thụ xạ điện từ số loại khí vùng cực tím - UV (a) vùng hồng ngoại (b) [3,4] (a) Khí vào Khí Kính lọc quang Trong cấu hình hai buồng khí, cảm biến có thêm buồng khí biết trước nồng độ để đóng vai trị so sánh bù trừ Hai kính lọc quang, vùng xạ hồng ngoại bị hấp thụ khí mục tiêu (ví dụ CO2 4,26 μm) đóng vai trị nhạy khí cho vùng hồng ngoại khơng bị khí hấp thụ (thường chọn 3,9 μm) đóng vai trị so sánh; xạ hồng ngoại sau kính lọc quang đến hai đầu thu biến đổi quang - điện cho hai tín hiệu điện lối (dạng điện áp U1 U2) tương ứng Điện áp kênh nhạy khí (U1) kênh so sánh (U2) phụ thuộc vào nồng độ khí cường độ xạ hồng ngoại theo công thức: 𝑈1 = 𝑘1 𝐼𝑜 𝑒 −𝑘𝑐 (2) 𝑈2 = 𝑘2 𝐼𝑜 (3) Trong đó, k1 k2 số liên quan cấu trúc hình học hai buồng khí, k số liên quan tính chất hấp thụ hồng ngoại riêng khí mục tiêu, c nồng độ khí, Io cường độ chiếu sáng ban đầu từ nguồn Trong thực tế, khó xác định cường độ chiếu sáng Io để loại bỏ ảnh hưởng cấu hình cảm biến thực phép tính: 𝑈1 𝑈2 = 𝑘1 𝑘2 𝑒 −𝑘𝑐 Khi nồng độ khí theo cơng thức: Nguồn IR Đầu thu IR (thermopile) Mẫumẫu khí khí Buồng Cửa số quang cươ (b) Khí vào Khí Gương cầu Đầu thu IR (thermopile) Buồng mẫu khí Kính lọc quang Nguồn IR Buồng khí chuẩn (so sánh) Đầu thu IR (thermopile) Cửa số quang Hình Cấu trúc cảm biến khí hấp thụ hồng ngoại cấu hình khơng tán sắc với buồng khí (a) hai buồng khí (b) [5,6] Cấu hình cảm biến khí theo nguyên lý hấp thụ xạ điện từ (ánh sáng) đề xuất K F Luft (người Đức) năm 1943 theo kiểu không tán sắc Hình minh họa cảm biến khí dựa ngun lý hấp thụ hồng ngoại cấu hình khơng tán sắc (NDIR), cấu tạo buồng khí hai buồng khí Ở đó, thành phần cảm biến gồm nguồn phát xạ (hồng ngoại – IR), buồng khí với đầu khí vào/ra, kính lọc quang đầu thu hồng ngoại Nguồn xạ hồng ngoại dải rộng thường chọn, nguồn điều khiển để xạ hồng ngoại qua buồng khí tần số bật/tắt cố định (cỡ 4Hz) (4) 𝑐 = 𝑄𝑙𝑛 𝑈1 𝑈2 (5) Trong đó, Q hệ số phẩm chất liên quan tính hấp thụ hồng ngoại khí mục tiêu cấu hình cảm biến cụ thể Chúng ta cần lưu ý rằng, dải bước sóng hấp thụ khí chồng chập lên chồng chập với dải hấp thụ nước dẫn đến giảm tính chọn lọc tính xác kết phân tích Vì vậy, thực tế cấu trúc cảm biến khí hấp thụ hồng ngoại phát triển với nhiều cấu trúc phức tạp nhằm nâng cao độ xác phù hợp cho mục đích ứng dụng Một số biến thể cấu hình cảm biến khí hấp thụ hồng ngoại sử dụng kỹ thuật thêm buồng khí đệm (đóng vai trò bù trừ ảnh hưởng chéo chồng chập vùng bước sóng hồng ngoại loại khí độ ẩm), tăng cường độ xạ hồng ngoại từ đầu phát đến đầu thu, tăng quang trình,… [7,8] Đặc biệt, dạng cấu trúc cảm biến khí hấp thụ hồng ngoại gọi “buồng khí mở” dùng để phân tích khí trực tiếp (in-situ) từ nguồn khí thải mà khơng cần trích xuất mẫu khí (như thể Hình 6) Ở đó, cấu hình quang học cho phép xạ hồng ngoại từ nguồn phát trực tiếp qua mơi trường khí cần đo (ống khói, buồng 18 * NLN * 154 - 7/2020 lị) đến đầu thu; đầu thu phát hồng ngoại nằm mơi khơng khí Cấu trúc Hình 5a thường dùng cho buồng mơi trường khí có kích thước lớn, cấu trúc Hình 5b thường dùng cho phân tích khí ống khói (ống xả khí) Kỹ thuật phân tích khí có ưu điểm cho hệ thống nhỏ gọn, thời gian thực nhanh, tức thời, nhiệt độ mơi trường khí phân tích đến 500oC Tuy nhiên, gặp khó khăn áp dụng cho mơi trường có nồng độ bụi lớn cần thường xuyên bảo dưỡng, bảo trì (liên quan đến cửa sổ quang gương quang học) (a) Lọc quang Ngắt quang Khí Vỏ kim loại xốp Gương Nguồn IR Gương Cửa sổ quang Mơi trường khí cần phân tích Đầu thu IR (b) Gương Mơi trường khí cần phân tích Cảm biến điện hóa chia làm hai loại cảm biến hoạt động nhiệt độ thấp (vùng nhiệt độ phòng) cảm biến hoạt động nhiệt độ cao Với ưu điểm độ chọn lọc tốt phù hợp cho nhiều loại khí, cảm biến điện hóa hoạt động nhiệt độ thấp thương mại rộng rãi có giá thành rẻ, chúng dùng phổ biến hệ thống quan trắc môi trường khơng khí, thiết bị đo khí cầm tay Nhược điểm cảm biến điện hóa hoạt động nhiệt độ thấp có tượng trơi điểm “0” tuổi thọ ngắn Cảm biến điện hóa phân tích khí O2, hoạt động nhiệt độ cao điển hình phát triển thành sản phẩm thương mại cảm biến Lambda) Cảm biến loại có ưu điểm hoạt động nhiệt độ lên đến 1000oC, bền bỉ tuổi thọ cao lên đến hàng chục năm Nó dùng hiệu cho ngành công nghiệp liên quan đến điều khiển trình đốt cháy nhiên liệu (ví dụ cơng nghiệp ơtơ) O2 Đầu thu IR Điện cực Pt A Nguồn IR O= O= Khí Đầu thu IR Oxit zirconia - YSZ (Chất điện ly) - Cửa sổ quang Hình Cấu hình cảm biến hấp thụ hồng ngoại cho phân tích khí trực tiếp (in-situ) Tóm lại, cảm biến quang cho phân tích khí có ưu điểm lớn độ chọn lọc cao, tin cậy hoạt động bền bỉ, điều chỉnh dải nồng độ đo Nhược điểm lớn cảm biến quang giá thành cao, cấu trúc phức tạp kích thước lớn Trong lĩnh vực sản ximăng, cảm biến hấp thụ hồng ngoại phù hợp cho hầu hết loại khí mục tiêu khí thải (như CO, CO2, NO, NO2, HC, H2S, SO2) 2.2 Cảm biến điện hóa Cảm biến hấp thụ hồng ngoại thường không dùng cho phân tích khí có cấu trúc phân tử đối xứng (ví dụ O2 N2), khí gần khơng hấp thụ xạ hồng ngoại Vì thế, phân tích khí O2 cần dựa nguyên lý khác cảm biến điện hóa cảm biến thuận từ Cảm biến thuận từ đo khí O2 thiết kế dựa tính chất thuận từ khí O2 (khí O2 bị hút phía cực từ) [9] Cảm biến thuận từ ứng dụng cho mơi trường khí nhiệt độ thấp, dải đo nồng độ khí O2 lớn, hoạt động bền bỉ Tuy nhiên, cảm biến có nhược điểm bị ảnh hưởng độ ẩm, nhiệt độ lưu lượng áp suất khí Cảm biến điện hóa đo khí O2 dùng phổ biến Cảm biến hoạt động dựa nguyên lý phản ứng điện hóa (phản ứng oxy - hóa khử) vùng tiếp xúc “điện cực - chất điện ly” cấu trúc linh kiện dạng pin Galvanic + B O2 Hình Minh họa cấu tạo ngun lý cảm biến điện hóa đo khí O2 hoạt động nhiệt độ cao [10] Cảm biến điện hóa đo khí O2 hoạt động nhiệt độ cao có cấu tạo gồm lớp điện ly hay gọi lớp dẫn ion (vật liệu dùng phổ biến ZrO2 pha tạp Y2O3 - YSZ cho dẫn ion O2-) điện cực Pt Hình minh họa cấu tạo nguyên lý hoạt động cảm biến điện hóa YSZ nhiệt độ cao đo khí O2 Ở đó, khí O2 từ mơi trường khí A (có nồng độ O2 cao) tham gia phản ứng điện hóa vùng tiếp xúc “điện cực - chất ly”, khí O2 cho điện tử e- phân ly thành dạng ion O2-, ion O2- di chuyển chất điện ly YSZ để đến vùng tiếp giáp “điện cực chất ly” phía mơi trường B (có nồng độ O2 thấp) nhận điện tử e- để tái hợp lại thành phân tử khí O2 Các q trình điện hóa đạt trạng thái cân điện hóa hình thành lối hai điện cực Pt, theo công thức Nersnt: 𝑅𝑇 𝑃𝐴 𝑈 = 4𝐹 𝑙𝑛 𝑃𝑂𝐵2 (6) 𝑂2 Với U điện hóa lối ra, R số khí, T 𝐴 nhiệt độ, F số Faraday, 𝑃𝑂2 áp suất khí O2 𝐵 mơi trường A, 𝑃𝑂2 áp suất khí O2 môi trường B Trong ứng dụng, điện cực Pt cảm biến mơi trường khí chuẩn (thường mơi trường khơng khí với nồng độ khí O2 xác định cỡ 21%) điện cực Pt cịn lại mơi trường khí cần đo Chú ý theo công thức (6) NLN * 154 - 7/2020 * 19 điện hóa lối cảm biến phụ thuộc trực tiếp vào áp suất riêng phần khí O2 khơng phải nồng độ khí O2 [9] Trong cảm biến điện hóa YSZ đo O2 tiên tiến phát triển, có cấu tạo từ nhiều lớp điện ly dạng phẳng nhiều điện cực Pt ghép với tín hiệu lối phụ thuộc trực tiếp vào nồng độ khí Hình cấu trúc loại cảm biến điện hóa YSZ đo trực tiếp nồng độ khí O2 phát triển Ở đó, ngồi thay đổi cấu trúc bản, người ta tác động đến hoạt động cảm biến nguồn điện bên (gọi kỹ thuật bơm dịng) [11] Khí phân tích Vỏ ống xả, thành lị Vi nhiệt Bo mạch điện tử điều khiển Buồng khí so sánh Buồng khí khuếch tán Lớp YSZ cho đo tín hiệu với buồng khí so sánh Lớp YSZ cho bơm dịng khí O2 Lớp vật liệu xốp bảo vệ 10 Khe nhận khí 11 Lớp xốp khuếch tán khí Hình Cấu trúc cảm biến đa lớp YSZ cho phân tích trực tiếp nồng độ khí O2 [10] Điện cực Pt Lớp YSZ Lớp YSZ Al2O3 Al2O3 Buồng nhạy khí Al2O3 Điện cực Pt Điện cực Pt Hình Cấu trúc cảm biến đo khí O2 khơng cần mơi trường khí so sánh [13] i Điện cực Pt Oxit kim loại (La0.8 Sr0.2 MnO3) Keo gốm Uapp YSZ Hình 10 Cấu trúc cảm biến điện hóa đo khí nghiên cứu Đặc biệt, số cấu trúc cảm biến điện hóa đo O2 cịn khơng cần mơi trường khí so sánh (cảm biến nhúng trực tiếp môi trường khí cần đo) [12,13], Hình ví dụ minh họa Cảm biến có cấu tạo gồm ba điện cực Pt hình vành khăn ghép với hai lớp YSZ với hai lớp Al2O3 bảo vệ bên để hình thành ba buồng khí Cảm biến sử dụng nguồn điện bên để điều khiển nồng độ khí O2 buồng khí, từ tính tốn nồng độ khí O2 mơi trường khí cần đo qua thời gian đáp ứng [13] Một hướng phát triển cảm biến điện hóa YSZ hoạt động nhiệt độ cao đo khí O2 có tên gọi “Cảm biến điện hóa kiểu hạn dịng” Trong đó, cảm biến sử dụng thêm lớp đệm oxit kim loại phủ lên điện cực Pt để khống chế lượng phân tử O2 đến vùng “điện cực chất điện ly” tham gia phản ứng điện hóa, từ tín hiệu lối cảm biến điều khiển phụ thuộc tuyến tính trực tiếp vào nồng độ khí O2 Đây loại cảm biến mà nhóm chúng tơi nghiên cứu phát triển cho phân tích O2 mơi trường nhiệt độ cao Hình 10 minh họa cấu trúc cảm biến kiểu hạn dịng nhóm nghiên cứu thực sử dụng lớp oxit kim loại La0.8Sr0.2MnO3 phủ lên điện cực Pt cho vai trò khống chế dòng khuếch tán O2 (chi tiết nghiên cứu trình bày cơng bố khác) Cảm biến cần áp nguồn điện (Uapp) cố định bên đặt vào hai điện cực tín hiệu lối dịng điện (i) phụ thuộc tuyến tính vào nồng độ khí O2 dải - 21 %, độ phân giải đạt 0,01%, có thời gian đáp ứng nhanh (10 giây) Tuy vậy, hướng phát triển cảm biến cần đáp ứng tốt nâng cao tính ổn định lớp vật liệu oxit kim loại hoạt động liên tục môi trường nhiệt độ cao chịu tác nhân ăn mòn mơi trường khí thải Trên sở cảm biến điện hóa YSZ nhiệt độ cao đo khí O2, hướng phát triển loại cảm biến cho đo khí oxy hóa khử khác (ví dụ NO, NO2, CO, HC, NH3,…) quan tâm nghiên cứu giới Tuy nhiên, hướng phát triển gặp khó khăn định để đáp ứng yêu cầu ứng dụng thực tế Tuy vậy, loại cảm biến có tiềm tốt hứa hẹn phát triển cho ứng dụng phân tích khí mơi trường nhiệt độ cao với giá thành rẻ Chúng ta cần để ý việc phân tích khí NOx dựa cảm biến quang học gặp khó khăn phổ hấp thụ hồng ngoại khí NOx bị trùng phủ phần với phổ hấp thụ nước, độ ẩm mơi trường khí cần đo ảnh hưởng lớn đến độ xác phép đo Do đó, khí NOx việc phát triển cảm biến điện hóa hoạt động nhiệt độ cao để thay cho cảm biến quang học hướng nghiên cứu quan tâm đặc biệt 20 * NLN * 154 - 7/2020 Cảm biến điện hóa YSZ đo khí oxy- hóa khử NO, NO2, CO, HC, NH3, H2 SO2 nghiên cứu thường sử dụng oxit kim loại phủ lên điện cực Pt đóng vai trị nhạy chọn lọc với khí mục tiêu Trong nghiên cứu nhiều oxit kim loại sử dụng, ví dụ SnO2, ZnO, WO3, In2O3, TiO2, V2O5, NiO, LaFeO3, SmFeO3, NiCr2O4, MnCr2O4,… [14,15] Trong đó, oxit kim loại đáng ý sử dụng cho điện cực cảm biến YSZ NiO Với điện cực NiO này, cảm biến YSZ thể độ nhạy chọn lọc tốt với khí NO2 nhiệt độ cao, lên đến 900oC (hiện ghi nhận cao oxit kim loại) Nhiệt độ hoạt động cao này, khả hoạt động trực tiếp ttrong mơi trường khí thải, cảm biến có khả loại bỏ ảnh hưởng độ ẩm khí oxy - hóa khử khác Trên sở này, cảm biến điện hóa YSZ hoạt động nhiệt độ cao cho đo khí NO2 nghiên cứu với cấu trúc tương tự Hình 9, điểm khác biệt sử dụng oxit kim loại NiO để phủ lên điện cực Pt (chi tiết nghiên cứu trình bày cơng bố khác) Cảm biến có tín hiệu lối điện (thế điện hóa thể hỗn hợp) hai điện cực Pt phụ thuộc phi tuyến vào nồng độ khí NO2 dải đo - 5000ppm, độ phân giải đạt 1ppm, thời gian đáp ứng nhanh (