瑞典查尔姆斯理工大学研发最快氢气传感器 防止氢动力汽车氢气泄露起火

(来源:瑞典查尔莫斯理工大学官网)据国外媒体报道，氢是一种清洁可再生的能源载体，可以为汽车提供动力，唯一的排放物是水。但氢气和空气混合后极易燃烧，需要特别有效的传感器进行监测。现在，瑞典查尔姆斯理工大学的研究人员开发出了第一个氢传感器，以满足未来氢动力汽车的性能目标。这一次，介绍了封装在塑料材料中的光学纳米传感器。传感器的工作原理基于一种光学现象——等离子体。在大多数金属中，等离子体的频率接近紫外线的频率，紫外线反射可见光使其看起来有光泽。一些金属，如铜和金，在可见光区有电子带跃迁，从而吸收一些能量(一些颜色)的光，使其具有独特的颜色。光学纳米传感器含有数百万个钯合金金属纳米颗粒，钯合金可以吸收大量的氢气。因此，当环境中的氢气含量发生变化时，等离子体效应会导致传感器变色。包裹在小型传感器周围的塑料不仅起到保护作用，还是关键部件，可以加快传感器的响应时间，通过将氢分子加速成金属颗粒来检测氢分子。同时，塑料还可以作为有效的环境屏障，防止其他分子进入传感器，使传感器失效。因此，该传感器可以高效、无干扰地工作，满足汽车行业的严格要求，可以在不到一秒的时间内检测到空气中含有0.1%的氢气。查尔莫斯理工大学物理系研究员费里·努格罗霍(Ferry Nugroho)表示，“我们不仅开发出了世界上响应速度最快的氢传感器，还开发出了一种可以保持稳定、不会随时间推移而失效的传感器。与现有的氢传感器不同，我们的解决方案不需要经常重新校准，因为它有塑料保护。”从很多方面来说，探索氢气是非常具有挑战性的。这种气体无形无味，但易挥发，极易燃烧。空气中只有4%的氢气能产生氢氧气体，有时称为knallgas，最小的火花也能点燃这种气体。为了确保未来氢燃料汽车和相关基础设施的安全，需要检测空气中微量的氢气，传感器的响应速度必须足够快，以便在火灾发生前检测到泄漏的氢气。虽然传感器主要用作氢能源载体，但它也有其他可能的应用。电网行业、化工、核能行业都需要这种高效率的氢气传感器，也可以用来提高医疗诊断。

(来源:瑞典查尔莫斯理工大学官网)据国外媒体报道，氢是一种清洁可再生的能源载体，可以为汽车提供动力，唯一的排放物是水。但氢气和空气混合后极易燃烧，需要特别有效的传感器进行监测。现在，瑞典查尔姆斯理工大学的研究人员开发出了第一个氢传感器，以满足未来氢动力汽车的性能目标。这一次，介绍了封装在塑料材料中的光学纳米传感器。传感器的工作原理基于一种光学现象——等离子体。在大多数金属中，等离子体的频率接近紫外线的频率，紫外线反射可见光使其看起来有光泽。一些金属，如铜和金，在可见光区有电子带跃迁，从而吸收一些能量(一些颜色)的光，使其具有独特的颜色。光学纳米传感器含有数百万个钯合金金属纳米颗粒，钯合金可以吸收大量的氢气。因此，当环境中的氢气含量发生变化时，等离子体效应会导致传感器变色。包裹在小型传感器周围的塑料不仅起到保护作用，还是关键部件，可以加快传感器的响应时间，通过将氢分子加速成金属颗粒来检测氢分子。同时，塑料也可以作为有效的环境屏障，防止其他分子进入sen……并使传感器失效。因此，该传感器可以高效、无干扰地工作，满足汽车行业的严格要求，可以在不到一秒的时间内检测到空气中含有0.1%的氢气。查尔莫斯理工大学物理系研究员费里·努格罗霍(Ferry Nugroho)表示，“我们不仅开发出了世界上响应速度最快的氢传感器，还开发出了一种能够保持稳定、不会随时间推移而失效的传感器。与现有的氢传感器不同，我们的解决方案不需要经常重新校准，因为它有塑料保护。”从很多方面来说，探索氢气是非常具有挑战性的。这种气体无形无味，但易挥发，极易燃烧。空气中只有4%的氢气能产生氢氧气体，有时称为knallgas，最小的火花也能点燃这种气体。为了确保未来氢燃料汽车和相关基础设施的安全，需要检测空气中微量的氢气，传感器的响应速度必须足够快，以便在火灾发生前检测到泄漏的氢气。虽然传感器主要用作氢能源载体，但它也有其他可能的应用。电网行业、化工、核能行业都需要这种高效率的氢气传感器，也可以用来提高医疗诊断。

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