氫氣是取代石化燃料的潛力替代動力之一,但是具有高度易燃性,因而如果要開展氫動力經(jīng)濟(jì),能偵測氫氣的傳感器不可或缺。但是到現(xiàn)在為止,氫氣傳感器的最大應(yīng)戰(zhàn)在于需求較高的溫度才干起作用,并且敏感度較低、反應(yīng)時間也較緩慢。
而來自荷蘭的臺夫特理工大學(xué)(Delft University of Technology,TU Delft)研討人員宣稱,他們現(xiàn)已戰(zhàn)勝上述應(yīng)戰(zhàn),開發(fā)了一種以三氧化鎢(ungsten trioxide,WO3)薄層制作的新式傳感器,結(jié)合了高電阻以及運(yùn)用鉑金(platinum)催化劑感測氫氣的能力,能夠在挨近室溫下感測到1pppm的氫氣濃度,并且當(dāng)氫氣濃度超過100pppm時,反應(yīng)時間不到1秒。
據(jù)了解,研討人員首先是運(yùn)用名為脈沖雷射堆積(pulsed laser deposition)的辦法制作三氧化鎢薄層,如此能在一片基板上一層層獨自堆積該種資料層。運(yùn)用這種辦法,研討人員制作出厚度僅9奈米的三氧化鎢薄層。
然后研討人員將鉑金液滴(droplet)放置在三氧化鎢薄層的最上方;鉑金具有一種眾所周知的特性,能扮演將氫分子分離為單個氫原子的催化劑,而研討人員觀察到,那些原子能進(jìn)入三氧化鎢的晶格,并將之緩慢由絕緣體轉(zhuǎn)變?yōu)榻饘佟?/span>
研討人員的試驗將三氧化鎢薄膜露出于不同的環(huán)境條件中,包括正??諝?,混合了氫氣的環(huán)境,還有真空;而試驗成果能夠看出,其電阻與樣本顏色(光學(xué)印象顯示)會在露出于氫氣時改動,但在正??諝庵杏謺祻?fù)初始狀態(tài)。
TU Delft開發(fā)的新式氫氣傳感器與其他同類傳感器最大的不同,就在于能在室溫下運(yùn)用。由于該種薄膜能與現(xiàn)在的半導(dǎo)體技能兼容,新式氫氣傳感器具有大量生產(chǎn)的潛力,研討團(tuán)隊正準(zhǔn)備為此技能申請專利。