查尔姆斯理工大学开发光学传感器 可检测超低量氢泄露
盖世汽车讯 氢被视为重型运输部门(如氢动力卡车)脱碳的重要构成部分。然而,众所周知,储存或使用氢气存在风险。空气中只要有4%的氢气,就可以形成爆炸性混合物,即使只有一点火花也能将其点燃。因此,安装超灵敏传感器,以监测氢泄露是否达到临界水平并发出警报,具有重要意义。

(图片来源:查尔姆斯理工大学)
据外媒报道,瑞典查尔姆斯理工大学(Chalmers University of Technology)与荷兰的研究人员共同开发了一种光学氢传感器,可以创纪录地检测低含量氢。
该光学氢传感器由许多金属纳米粒子组成,这些粒子协同工作以检测周围环境中的氢。与以往不同,研究人员没有大量生产样品并进行单独测试,而是利用先进的AI技术,根据颗粒之间的距离、直径和厚度,使颗粒之间达到最佳相互作用。最终创建的传感器,可以检测小至千万分之几的氢浓度变化。
新传感器低检限度的秘诀在于,颗粒在表面上以规则图案排列且其尺寸可以微调。比起同类传感器中的随机粒子排列,更有利于实现传感器的灵敏度。

(图片来源:查尔姆斯理工大学)
光学氢传感器的工作原理
研究人员基于一种光学现象——等离激元,开发了这种传感器。当金属纳米粒子收集光并被赋予独特的颜色时,就会发生这种现象。如果纳米粒子由钯或钯合金制成,当周围的氢含量发生变化,其颜色就会发生变化,如果氢含量达到临界值,传感器就会发出警报。
研究人员表示,基于AI优化设计,这是同类产品中首个达到“十亿分率”检测范围(250 ppb)的光学氢检测传感器。
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