NASA 에임스 고체상 CO₂ 센서: 온도·압력·습도 전 범위 정확 검출

이산화탄소(CO₂) 검출은 환경, 보건, 안전, 우주 응용 분야에서 매우 중요합니다. CO₂는 고농도에서 산소를 대체해 유해 오염물질이 됩니다. 현재 상용 CO₂ 센서는 정밀도 측면에서 문제와 단점이 있으며, 특히 서로 다른 온도, 압력, 고습도 조건에서 그렇습니다. NASA 에임스는 약 100ppm~10,000ppm 농도 범위의 CO₂를 건조 조건과 고습도 조건 모두에서 검출하도록 구성된 특허 출원 중인 고체상 센서를 개발했습니다.

이 고체상 센서는 동적 흐름 모드와 정적 확산 모드 모두에서 포화 없이 고농도 CO₂를 검출합니다. 복합 감지 소재는 산화된 다중벽 탄소 나노튜브(O-MWCNT)와 금속 산화물로 구성됩니다. 예: O-MWCNT와 산화철(Fe₂O₃) 나노입자. 복합 감지 소재는 고유 저항과 상응하는 전도도를 가지며, CO₂ 농도가 증가함에 따라 화학적으로 변조됩니다.

탄소 나노튜브 복합체에 흡수된 CO₂ 기체 분자가 전하 이동과 전도 경로 변화를 일으켜 복합 감지 소재의 전도도가 변합니다. 이 전도도 변화가 CO₂ 검출을 위한 센서 응답을 제공합니다. 이 센서는 로봇과 소프트웨어 제어 작업을 이용한 자동화 제조에 적합합니다.

이 센서는 소모성 부품이나 소재를 사용하지 않으며, 기존 CO₂ 센서만큼 자주 보정할 필요가 없습니다. 기존 프로그래머블 전자 시스템이나 하드웨어 시스템에 쉽게 통합될 수 있어 센서 보정을 자동화할 수 있습니다. 스마트폰이나 태블릿 같은 모바일 컴퓨팅 기기 하드웨어를 포함한 기존 전자 회로 및 하드웨어 구성에도 쉽게 통합 가능합니다.

NASA는 이 기술 상용화를 위한 라이선시 적극 모색 중입니다. NASA 라이선싱 컨시어지(이메일 주소는 스팸봇으로부터 보호 중, 자바스크립트 활성화 필요) 또는 202-358-7432로 연락해 라이선스 논의를 시작하세요. 자세한 정보는 여기를 참조하세요.