瑞典查爾姆斯理工大學研發最快氫氣傳感器 防止氫動力汽車氫氣泄露起火

(來源:瑞典查爾莫斯理工大學官網)據國外媒體報道，氫是一種清潔可再生的能源載體，可以為汽車提供動力，唯一的排放物是水。但氫氣和空氣混合后極易燃燒，需要特別有效的傳感器進行監測。現在，瑞典查爾姆斯理工大學的研究人員開發出了第一個氫傳感器，以滿足未來氫動力汽車的性能目標。這一次，介紹了封裝在塑料材料中的光學納米傳感器。傳感器的工作原理基于一種光學現象——等離子體。在大多數金屬中，等離子體的頻率接近紫外線的頻率，紫外線反射可見光使其看起來有光澤。一些金屬，如銅和金，在可見光區有電子帶躍遷，從而吸收一些能量(一些顏色)的光，使其具有獨特的顏色。光學納米傳感器含有數百萬個鈀合金金屬納米顆粒，鈀合金可以吸收大量的氫氣。因此，當環境中的氫氣含量發生變化時，等離子體效應會導致傳感器變色。包裹在小型傳感器周圍的塑料不僅起到保護作用，還是關鍵部件，可以加快傳感器的響應時間，通過將氫分子加速成金屬顆粒來檢測氫分子。同時，塑料還可以作為有效的環境屏障，防止其他分子進入傳感器，使傳感器失效。因此，該傳感器可以高效、無干擾地工作，滿足汽車行業的嚴格要求，可以在不到一秒的時間內檢測到空氣中含有0.1%的氫氣。查爾莫斯理工大學物理系研究員費里·努格羅霍(Ferry Nugroho)表示，“我們不僅開發出了世界上響應速度最快的氫傳感器，還開發出了一種可以保持穩定、不會隨時間推移而失效的傳感器。與現有的氫傳感器不同，我們的解決方案不需要經常重新校準，因為它有塑料保護。”從很多方面來說，探索氫氣是非常具有挑戰性的。這種氣體無形無味，但易揮發，極易燃燒。空氣中只有4%的氫氣能產生氫氧氣體，有時稱為knallgas，最小的火花也能點燃這種氣體。為了確保未來氫燃料汽車和相關基礎設施的安全，需要檢測空氣中微量的氫氣，傳感器的響應速度必須足夠快，以便在火災發生前檢測到泄漏的氫氣。雖然傳感器主要用作氫能源載體，但它也有其他可能的應用。電網行業、化工、核能行業都需要這種高效率的氫氣傳感器，也可以用來提高醫療診斷。

(來源:瑞典查爾莫斯理工大學官網)據國外媒體報道，氫是一種清潔可再生的能源載體，可以為汽車提供動力，唯一的排放物是水。但氫氣和空氣混合后極易燃燒，需要特別有效的傳感器進行監測。現在，瑞典查爾姆斯理工大學的研究人員開發出了第一個氫傳感器，以滿足未來氫動力汽車的性能目標。這一次，介紹了封裝在塑料材料中的光學納米傳感器。傳感器的工作原理基于一種光學現象——等離子體。在大多數金屬中，等離子體的頻率接近紫外線的頻率，紫外線反射可見光使其看起來有光澤。一些金屬，如銅和金，在可見光區有電子帶躍遷，從而吸收一些能量(一些顏色)的光，使其具有獨特的顏色。光學納米傳感器含有數百萬個鈀合金金屬納米顆粒，鈀合金可以吸收大量的氫氣。因此，當環境中的氫氣含量發生變化時，等離子體效應會導致傳感器變色。包裹在小型傳感器周圍的塑料不僅起到保護作用，還是關鍵部件，可以加快傳感器的響應時間，通過將氫分子加速成金屬顆粒來檢測氫分子。同時，塑料也可以作為有效的環境屏障，防止其他分子進入sen……并使傳感器失效。因此，該傳感器可以高效、無干擾地工作，滿足汽車行業的嚴格要求，可以在不到一秒的時間內檢測到空氣中含有0.1%的氫氣。查爾莫斯理工大學物理系研究員費里·努格羅霍(Ferry Nugroho)表示，“我們不僅開發出了世界上響應速度最快的氫傳感器，還開發出了一種能夠保持穩定、不會隨時間推移而失效的傳感器。與現有的氫傳感器不同，我們的解決方案不需要經常重新校準，因為它有塑料保護。”從很多方面來說，探索氫氣是非常具有挑戰性的。這種氣體無形無味，但易揮發，極易燃燒。空氣中只有4%的氫氣能產生氫氧氣體，有時稱為knallgas，最小的火花也能點燃這種氣體。為了確保未來氫燃料汽車和相關基礎設施的安全，需要檢測空氣中微量的氫氣，傳感器的響應速度必須足夠快，以便在火災發生前檢測到泄漏的氫氣。雖然傳感器主要用作氫能源載體，但它也有其他可能的應用。電網行業、化工、核能行業都需要這種高效率的氫氣傳感器，也可以用來提高醫療診斷。

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