Los diagramas esquemáticos del Sensor de gas de tipo electroquímico y las reacciones químicas
El sensor de gas de tipo electroquímico Figaro son pilas de combustible amperométricas con dos electrodos. Los componentes básicos de dos sensores de gas de electrodo son un electrodo de trabajo (sensor), un contraelectrodo y un conductor de iones entre ellos. Cuando gas tóxico como el monóxido de carbono (CO) entra en contacto con el electrodo de trabajo, la oxidación del gas CO se producirá en el electrodo de trabajo a través de una reacción química con moléculas de agua en el aire (véase la Ecuación 1).
CO + H2O → CO2 2 2H + + 2e- …（1）
Conectar el electrodo de trabajo y el electrodo de contador a través de un cortocircuito permitirá que los protones (H+) generados en el electrodo de trabajo fluyan hacia el electrodo de contador a través del conductor de iones. Además, los electrones generados se mueven al electrodo contrario a través del cableado externo. Se producirá una reacción con oxígeno en el aire en el electrodo contrario (ver Ecuación 2).
（1/2）O2 + 2H + + 2e – → H2O …（2）
La reacción general se muestra en la Ecuación 3. El sensor de gas de tipo electroquímico Figaro funciona como una batería, siendo el gas el material activo para esta reacción general de la batería.
CO + （1/2）O2 → CO2 …（3）
Al medir la corriente entre el electrodo de trabajo y el contraelectrodo, esta celda electroquímica se puede utilizar como sensor de gas.
Ecuación Teórica para la Detección de CO
Para medir la corriente de salida del sensor, debe estar conectado a un circuito externo. Al controlar el flujo de gas hacia el electrodo de trabajo con una película de difusión, la corriente de salida que fluye a través del circuito externo será proporcional a la concentración de gas (consulte la Ecuación 4 y el gráfico de la derecha). La relación lineal entre la concentración de gas y la salida del sensor hace que esta tecnología sea ideal para aplicaciones de detección de gas.
I = F × (A / σ) × D × C × n …（4）
donde:
I: Salida del sensor
F: Constante de Faraday
A: Superficie de la película de difusión
σ: Espesor de la película de difusión
D: Coeficiente de difusión de gas
C: Concentración de gas
n: Número de electrones de reacción
Características
El potencial de oxidación del gas CO (expresado en la Ecuación 1) es menor que el potencial de oxidación del electrodo（2H+ + 2e- ⇔ H2), es decir, la oxidación del CO tiene un potencial menos noble que la desoxidación. Dado que esta reacción ocurre fácilmente, no se necesita energía externa para estimular la reacción química del sensor, a diferencia de los sensores de tipo de tres electrodos. Como resultado, este sensor de tipo de dos electrodos ofrece características superiores para resistencia a interferencias, repetibilidad y consumo de energía.