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瑞典查尔莫斯理工大学开发出最快的氢传感器来

新能源汽车股票龙 北京新能源汽车 2020年06月16日

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(资料来源:瑞典查尔莫斯技术大学官方网站)

据国外媒体报道,氢是一种清洁的可再生能源载体,可以为汽车提供动力,唯一的排放物是水。然而,当与氢气和空气混合时,它极易燃烧,因此需要稀有而有效的传感器进行监测。现在,瑞典查尔莫斯科技大学的研究人员已经开发出第一个氢传感器,以满足未来氢动力汽车的功能指南。

这次发射是一个封装在塑料材料估算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。在大多数金属中,等离子体的频率接近紫外线的频率,反射可见光使它们看起来有光泽。一些金属,如铜和金,在可见光区的电子带之间有跃迁,从而接收特定能量(特定颜色)的光,并赋予它们特殊的颜色。光学纳米传感器含有数百万钯合金金属纳米粒子,钯合金可以吸收大量的氢气。因此,当外壳中的氢含量改变时,等离子体效应将导致传感器改变颜色。

小传感器周围的塑料不仅起到保护作用,还起到铰链部件的作用,可以通过加速氢分子进入金属颗粒来检测氢分子,从而加快传感器的响应时间。同时,塑料也可以用作有效的情况屏障,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无干扰地工作,满足汽车工业的严格要求,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。

查默斯理工大学物理系的研究员费里努格罗霍(Ferry Nugroho)透露:“我们不仅开发出了世界上响应速度最快的氢传感器,还开发出了一种可以连接起来而不会随时间无序和失效的传感器。与现有的氢传感器不同,我们的解决方案不需要经常重新校准,因为它有塑料保护。”

从很多方面来说,氢的探索都非常具有挑战性。这种气体是看不见的,无味的,但它是易挥发的,极易燃烧。空气中只有4%的氢能产生氢氧气体,有时也被称为knallgas。最小的火花也能点燃这种气体。为了确保未来氢燃料车辆的安全和相关的基本措施,有必要检测空气中的微量氢,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。

尽管该传感器主要用于氢能载体,但它还有其他可能的应用。电力收集工业、化学工业和核工业都需要这种高效的氢传感器,并且还可以用于改善医疗诊断。

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