o:32159 Развој, физичкохемијска карактеризација и оптимизација самонапајајућег електрохемијског сензора влажности ваздуха на бази танкослојног алуминијума докторска дисертација Development, physicochemical characterization, and optimization of self-powered electrochemical humidity sensor based on thin-film aluminum : doctoral dissertation sr Циљ дисертације је развој новог типа сензора влажности ваздуха. Развијени сензор имаструктуру интердигиталног кондензатора, израђеног од алуминијума, димензија редавеличине 1 mm2. Сензор је израђен фотолитографским процесом. Приказан је нови начин заактивирање алуминијума, применом једносмерне струје. Оптичком и микроскопијоматомских сила су одређене морфолошке карактеристике структуре. Скенирајућомелектронском микроскопијом са енергијски дисперзивном спектроскопијом верификована јегеометрија структуре и извршена је елементна анализа.Рендгеноструктурном анализом је утврђено да алуминијум има поликристалну структуру.Инфрацрвеном спектроскопијом са Фуријеовом трансформацијом је утврђено да се приликомреакције формирају хидроксиди алуминијума. Извршен је и прорачун енергије адсорпцијеводе на алуминијуму. Електрохемијском импедансном спектроскопијом је одређеноеквивалентно коло сензора. Показано је да се рад сензора заснива на корозији алуминијума.Електричним мерењима одређена је временска резолуција одзива сензора (време одзива је 10ms, време опоравка је 55 ms). Показано је да је сигнал пропорционалан локалној влажности, уопсегу од 30 % - 70 %, уз температурску зависност. Закључено је да је зависност напона одтемпературе последица промене адсорпционе равнотеже. Показано је да је мерење релативневлажности ваздуха највероватније омогућено спрезањем радиофреквентних иелектрохемијских сигнала.Приказани су начини мерења са бољим односом сигнал шум.Практична примена сензора приказана је у експерименту у којем је коришћен као уређај запраћење дисања.Најзначајнији допринос дисертације је развој самонапајајућег сензора влаге, односно уређајакоји функционише без спољашњег напајања. Резултат дисертације је иновативан уређај, првипут публикован на светском нивоу. The aim of this dissertation is the development of a new type of humidity sensor. The sensor isdesigned as an interdigitated capacitor, made out of aluminum, dimensions are of the order of 1 mm2.It was fabricated using a photolithographic process. A novel procedure for aluminum activation byapplying direct current is presented. Morphological characteristics of the structure were revealed byoptical and atomic force microscopy. By employing scanning electron microscopy with energydispersive microscopy, geometry of the structure was verified and elemental analysis was performed.X-ray diffraction showed that aluminum has a polycrystalline structure. Fourier transform Infraredspectroscopy showed that aluminum hydroxides are formed during reaction. Adsorption energy wasalso calculated. The equivalent circuit of the sensor was revealed by electrochemical impedancespectroscopy. It was shown that working principle is based on corrosion of aluminum. The timeresponse of the sensor was obtained by electrical measurements (response and recovery time werefound to be 10 ms and 55 ms, respectively). It was shown that the response is proportional to the localhumidity, in the range of 30 % to 70 % with temperature dependence. This dependence is aconsequence of changes in the adsorption equilibrium. It was concluded that humidity measurementwas provided by coupling RF and electrochemical signals.Measurement configurations for signal with a higher signal-to-noise ratio were presented. Practicalapplication of sensor was demonstrated through its usage as human breath detection device.The most significant contribution is the development of a full self-powered humidity sensor. Theresult of the dissertation is a completely innovative device, published for the first time worldwide. Физичка хемија - Физичка хемија материјала, физичка хемија - електрохемија / Physical chemistry - Physical chemistry of materials, Physical chemistry - Electrochemistry Datum odbrane: 07.07.2022. самонапајајући сензори, сензори влажности ваздуха, алуминијум-ваздух батерије, електрохемијска корозија self-powered sensors, humidity sensors, aluminum-air battery, electrochemical corrosion 91552100 132369673 91552101 9450 2023-12-25T14:20:48.053Z 45 no 46 Marko V., 1994- Bošković 108031497 2022 63 mentor Milija, 1972- Sarajlić 8908647 2022 63 mentor Biljana, 1975- Šljukić-Paunković 16793191 2022 63 član komisije Ljiljana, 1971- Damjanović-Vasilić 12814439 2022 63 član komisije Dana, 1981- Vasiljević-Radović 10477415 2022 63 član komisije Nemanja Gavrilov 37934183 2022 87 стр. 5277136 http://phaidrabg.bg.ac.rs/o:32159 no yes 13 2023-12-25T14:20:48.320Z 70 11 1066775 1066784 1066789 самонапајајући сензори, сензори влажности ваздуха, алуминијум-ваздухбатерије, електрохемијска корозија self-powered sensors, humidity sensors, aluminum-air battery, electrochemicalcorrosion 543.613.22:544.6.076(043.3) 1738 11A11 2022