查尔莫斯理工大学 在一个以氢为能源载体的可持续社会中，快速准确的传感器至关重要
氢气由水产生，水在风力或太阳能的帮助下被分解
当氢产生和使用时，例如在燃料电池驱动的汽车中，传感器都是需要的
为了避免氢气与空气混合时形成易燃易爆气体，氢气传感器需要能够快速检测泄漏
学分:日元斯特兰德奎斯特/查尔莫斯理工大学 氢是一种清洁的可再生能源载体，可以为汽车提供动力，水是唯一的排放物
不幸的是，氢气与空气混合时极易燃烧，因此需要非常高效的传感器
现在，瑞典查尔莫斯理工大学的研究人员展示了第一个氢传感器，以满足氢动力汽车未来的性能目标
研究人员的突破性成果最近发表在著名的科学杂志《自然材料》上
这一发现是一种封装在塑料中的光学纳米传感器
该传感器基于一种光学现象——等离子体激元——工作，这种现象发生在金属纳米粒子被照射并捕获可见光时
当环境中的氢含量变化时，传感器只是改变颜色
微型传感器周围的塑料不仅仅是为了保护，也是一个关键部件
它通过加速氢气分子在金属颗粒中的吸收来增加传感器的响应时间，在金属颗粒中可以检测到氢气分子
同时，塑料对环境起着有效的屏障作用，防止任何其他分子进入并使传感器失效
因此，该传感器可以高效且不受干扰地工作，使其能够满足汽车行业的严格要求——能够检测0
在不到一秒钟的时间里，空气中含有1%的氢气
“我们不仅开发了世界上最快的氢传感器，而且还开发了一种长期稳定且不会失效的传感器
与今天的氢传感器不同，我们的解决方案不需要经常重新校准，因为它有塑料保护，”查尔莫斯物理系的研究员费里·努格罗霍说
瑞典查尔莫斯理工大学的研究人员展示了第一个氢传感器，以满足氢动力汽车未来的性能目标
荣誉:米娅·哈勒德·帕尔姆格伦/查尔莫斯理工大学 那是在他当博士的时候
D
费里·努格罗霍学生和他的导师克里斯托夫·朗汉默意识到他们正在做一件大事
在阅读了一篇声称还没有人成功达到未来氢汽车氢传感器的严格响应时间要求的科学文章后，他们测试了自己的传感器
他们意识到他们离目标只有一秒钟的距离——甚至没有试图优化它
这种塑料，最初主要是作为屏障，通过使传感器更快，比他们想象的做得更好
这一发现引发了一段紧张的实验和理论工作时期
“在那种情况下，没有什么能阻止我们
我们想找到纳米粒子和塑料的最终结合，了解它们是如何协同工作的，以及是什么让它如此之快
我们的努力取得了成果
费里·努格罗霍说:“在短短几个月内，我们就达到了要求的响应时间，并对促进响应的因素有了基本的理论理解。”
检测氢气在许多方面都具有挑战性
这种气体看不见，也没有气味，但是易挥发，极易燃烧
它只需要空气中4%的氢就能产生氢氧气体，有时被称为knallgas，在最小的火花下就会点燃
为了使氢能汽车和未来的相关基础设施足够安全，因此必须能够检测空气中极少量的氢
传感器需要足够快，以便在火灾发生前迅速检测到泄漏
“能够展示一种传感器，感觉很棒，它有望成为氢动力汽车重大突破的一部分
查尔莫斯物理系教授克里斯托弗·朗哈默说:“我们对燃料电池产业的兴趣令人鼓舞。”
微型传感器周围的塑料不仅仅是为了保护，也是一个关键部件
它通过加速氢气分子在金属颗粒中的吸收来增加传感器的响应时间，在金属颗粒中可以检测到氢气分子
同时，塑料对环境起着有效的屏障作用，防止任何其他分子进入并使传感器失效
学分:日元斯特兰德奎斯特/查尔莫斯理工大学 虽然目标主要是使用氢作为能量载体，传感器也提供了其他可能性
电网行业、化学和核电行业需要高效的氢传感器，这也有助于提高医疗诊断水平
“例如，我们呼吸中的氢气量可以为炎症和食物不耐受提供答案
我们希望我们的成果能被广泛应用
这不仅仅是一份科学出版物，”克里斯托夫·朗哈默说
从长远来看，人们希望这种传感器能够以高效的方式连续生产，例如使用三维打印机技术
事实:世界上最快的氢传感器 查尔莫斯开发的传感器基于一种光学现象——等离子体激元——当金属纳米粒子被照射并捕获特定波长的光时，就会发生这种现象
光学纳米传感器包含数百万钯金合金的金属纳米颗粒，这种材料以其海绵状的吸收大量氢的能力而闻名
当环境中氢的量改变时，等离子体激元效应导致传感器改变颜色
传感器周围的塑料不仅是一种保护，而且通过促进氢分子更快地穿透金属颗粒，从而更快地被检测到，增加了传感器的响应时间
同时，塑料对环境起着有效的屏障作用，因为除了氢以外，没有其他分子能到达纳米粒子，这防止了失活
传感器的效率意味着它可以满足汽车工业为未来氢燃料汽车的应用设定的严格性能目标
在不到一秒钟的时间里，空气中含有1%的氢气
这项研究是由瑞典战略研究基金会在塑料等离子体项目框架内资助的
来源：由phyica.com整理转载自PH，转载请保留出处和链接！
