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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

时间:2019-07-11
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据国外媒体报道,氢气是一种清洁的可再生能源载体,可以为汽车提供动力,唯一的排放是水。然而,氢气和空气在混合时极易燃烧,需要特别有效的传感器进行监测。今天,瑞典查尔姆斯理工大学的研究人员开发出了第一台氢传感器,以满足未来氢动力汽车的性能目标。

这次推出的是一种用塑料材料包装的光学纳米传感器。传感器基于光学现象 - 等离子体工作。在大多数金属中,等离子体频率接近紫外光的频率,反射可见光。它们看起来很闪亮。一些金属,例如铜和金,在可见区域中的电子带之间具有过渡,从而吸收某些能量(某些颜色)的光,从而赋予它们独特的颜色。光学纳米传感器包含数百万个吸收大量氢的钯合金金属纳米颗粒。因此,当环境中的氢含量改变时,等离子体效应导致传感器变色。

包裹小型传感器的塑料不仅可以保护,而且也是加速传感器响应时间和通过加速氢分子进入金属颗粒来探测氢分子的关键部件。同时,塑料还可以作为有效的环境屏障,以防止其他分子进入传感器并使传感器无效。因此,传感器可以有效且无干扰地运行,满足汽车工业的严格要求,并且在不到一秒的时间内检测空气中0.1%的氢。

查尔姆斯理工大学物理系研究员Ferry Nugroho说:“我们不仅开发了世界上响应速度最快的氢传感器,而且我们开发了一种传感器,它将保持稳定并且不会随着时间的推移而失效。传感器是不同的,我们的解决方案不需要经常重新校准,因为它受到塑料的保护。“

在许多方面,探索氢气是非常具有挑战性的。这些气体是看不见的,无味的,但它们易挥发,极易燃烧。空气中只有4%的氢可以产生氢氧气,有时称为knallgas。可以使用最小的火花。这种类型的气体点燃。为了确保未来氢燃料车辆和相关基础设施的安全,有必要检测空气中的少量氢气,并且传感器的响应速度必须足够快以在火灾发生之前检测泄漏的氢气。

虽然该传感器主要用于氢能载体,但它还有其他可能的应用。这些高效氢传感器是电网行业,化学和核工业所必需的,也可用于改善医疗诊断。

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