瑞典查尔姆斯理工大学研最快氢气传感器 防止氢动力汽车氢气泄露起火

据外媒报道，氢气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。然而，当氢气和空气混合时，它们极为易燃，需要特别有效的传感器进行监测。现在，瑞典查尔姆斯理工学院的研究人员开发了第一个氢传感器，以满足未来氢动力汽车的性能目标。这一次，我们将推出一种封装在塑料材料中的光学纳米传感器。这种传感器的工作原理是基于一种光学现象——等离子体。在大多数金属中，等离子体的频率接近紫外光的频率，反射可见光使其看起来非常有光泽。一些金属，如铜和金，在可见光区域具有电子能带跃迁，以吸收一定的光能，赋予它们独特的颜色。这种光学纳米传感器含有数百万个钯合金金属纳米颗粒，可以吸收大量氢气。因此，当环境中的氢含量发生变化时，等离子体效应会导致传感器变色。这种小型传感器周围的塑料包裹不仅提供了保护，而且是一个关键部件，可以通过加速氢分子进入金属颗粒来加速传感器的响应时间，从而检测氢分子。同时，塑料还可以作为一种有效的环境屏障，防止其他分子进入传感器并导致其失效。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，并且可以在不到一秒钟的时间内检测到空气中0.1%的氢气。我们不仅开发了世界上响应最快的氢气传感器，还开发了一种可以保持稳定且不会随着时间的推移而失效的传感器。与现有的氢气传感器不同，我们的解决方案不需要频繁重新校准，因为它受到塑料的保护， 查尔默斯理工大学物理系研究员Ferry Nugroho说。从多个角度来看，检测氢气是非常具有挑战性的。这种气体是看不见的、无味的，但具有挥发性和高度易燃性。它只需要在空气中含有4%的氢，就可以产生氢氧气体，有时也称为氢氧混合物rk可以点燃这种气体。为了确保未来氢燃料汽车和相关基础设施的安全，有必要检测空气中的少量氢气，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。尽管这种传感器主要用作氢能量载体，但它也有其他潜在的应用。电网行业、化工和核能行业都需要这种高效的氢传感器，这种传感器也可以用于改善医疗诊断。

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