氢气是取代石化燃料的潜力替代动力之一,但是具有高度易燃性,因而如果要开展氢动力经济,能侦测氢气的传感器不可或缺。但是到现在为止,氢气传感器的最大应战在于需求较高的温度才干起作用,并且敏感度较低、反应时间也较缓慢。
而来自荷兰的台夫特理工大学(Delft University of Technology,TU Delft)研讨人员宣称,他们现已战胜上述应战,开发了一种以三氧化钨(ungsten trioxide,WO3)薄层制作的新式传感器,结合了高电阻以及运用铂金(platinum)催化剂感测氢气的能力,能够在挨近室温下感测到1pppm的氢气浓度,并且当氢气浓度超过100pppm时,反应时间不到1秒。
据了解,研讨人员首先是运用名为脉冲雷射堆积(pulsed laser deposition)的办法制作三氧化钨薄层,如此能在一片基板上一层层独自堆积该种资料层。运用这种办法,研讨人员制作出厚度仅9奈米的三氧化钨薄层。
然后研讨人员将铂金液滴(droplet)放置在三氧化钨薄层的最上方;铂金具有一种众所周知的特性,能扮演将氢分子分离为单个氢原子的催化剂,而研讨人员观察到,那些原子能进入三氧化钨的晶格,并将之缓慢由绝缘体转变为金属。
研讨人员的试验将三氧化钨薄膜露出于不同的环境条件中,包括正常空气,混合了氢气的环境,还有真空;而试验成果能够看出,其电阻与样本颜色(光学印象显示)会在露出于氢气时改动,但在正常空气中又会康复初始状态。
TU Delft开发的新式氢气传感器与其他同类传感器最大的不同,就在于能在室温下运用。由于该种薄膜能与现在的半导体技能兼容,新式氢气传感器具有大量生产的潜力,研讨团队正准备为此技能申请专利。