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-电子工程世界

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（图片来源：瑞典查尔姆斯理工大学官网）

据外媒报道，氢是一种清洁可再生能源载体，能够为汽车提供动力，而唯一排放物是水。但是，氢气和空气混合时却极易燃，因而需要特别有效的传感器进行监控。如今，瑞典查尔姆斯理工大学（Chalmers University of Technology）的研究人员研发出首个氢气传感器，以满足未来氢动力汽车的性能目标。

此次推出的是一种封装在塑料材料中的光学纳米传感器，该传感器的工作原理基于一种光学现象 – 等离子体，在大多数的金属中，等离子体频率接近紫外线的频率，反射了可见光让它们看起来很闪亮。一些金属如铜和金，在可见区中有电子带间过渡，借此吸收某些能量的（某些颜色的）光，让它们拥有独特的颜色。该光学纳米传感器中包含数以百万计的钯金合金金属纳米颗粒，钯金合金可吸收大量氢气。因此，当环境中的氢含量发生变化时，等离子体效应会导致该传感器变色。

包裹该小型传感器的塑料不止起到保护作用，还是一个关键部件，能通过加速氢气分子进入到金属颗粒中，从而加速传感器的响应时间，探查到氢气分子。同时，塑料还可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，该传感器能够高效且不受干扰地工作，满足汽车行业的严格要求，能够在不到一秒的时间内检测到空气中含有0.1%的氢气。

查尔姆斯理工大学物理系研究员Ferry Nugroho表示：“我们不仅研发出全球响应速度最快的氢气传感器，而其研发了一款随着时间推移，能够保持稳定，不会失效的传感器。与现有的氢气传感器不同，我们的解决方案不需经常重新校准，因为其受到了塑料的保护”。

从多方面来看，探查氢气都非常具有挑战性。此类气体不可见、无味，但是易挥发，极易燃，空气中只需含有4%的氢气就能产生氢氧气体，有时也称为氢氧混合气（knallgas），最小的火花都能将此类气体点燃。为了保证未来氢燃料汽车以及相关基础设施的安全，必须探测空气中微小含量的氢气，而且传感器的响应速度必须足够快速，以便在起火发生之前探测到泄露的氢气。

尽管该传感器主要用于氢能源载体，但是其也有其他可能应用。电力网络工业、化学和核能行业都需要此类高效氢气传感器，而且也可用于改善医疗诊断。

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