高度精氢气传感器的灵感来源于蝴蝶的翅膀

运输氢气|

　　在一些蝴蝶翅膀上发现的光子纳米结构启发了澳大利亚的研究人员，他们发明了一种新的、高度精确的传感器来测量氢气。这种装置在室温下工作，由皇家墨尔本理工大学的Yilas Sabri和Ahmad Kandjani领导的团队制造。该传感器可在氢燃料的工业存储中发挥作用，该研究也可帮助非侵入性医疗诊断新技术的发展。

　　作为一种有前景的可再生能源，越来越多的氢气被储存在世界各地的大型设施中。由于这种气体极易燃烧，因此需要高度精确的传感器，以便能够检测出泄漏到空气中的最微量的氢。今天的商业传感器可以测量金属氧化物层与氢相互作用时电阻的变化。然而，这些设备需要在超过150°C的温度下才能运行，并且对其他类型的气体也很敏感，这限制了它们在工业应用中的潜力。

　　Sabri和Kandjani的团队在他们的研究中采用了更复杂的方法：通过光来辅助检测传感器中的氢气而不是热量。他们的设计采用了光子晶体：一种可以人工制造，但也出现在自然界中的光学纳米结构。研究团队的灵感来自于一些蝴蝶的翅膀，它们拥有有序的小突起图案，这使得蝴蝶的翅膀非常善于吸收光线。为了模拟这种结构，研究人员制作了一个空心二氧化钛纳米球晶格，并将其沉积在一个电子芯片上。然后，他们在该装置上涂上钛钯复合材料，以提高其灵敏度。

这些光子晶体的灵感来自于蝴蝶的翅膀

　　氢气爆炸预警

　　当被光激活时，这个传感器的表面将氢气和氧气反应生成水。水的存在会改变传感器的电阻，从而精确测量出空气中的氢含量。在室温下工作，该传感器可以测量出浓度在10-40000ppm范围内的氢气。因此，当气体浓度高到足以产生爆炸风险时，它就会发出警报。该装置还可以区分出氢和其他气体，选择性超过93%。

　　该传感器是使用既定的工艺制造的，因此该团队有信心可以很容易地扩大制造规模，并广泛的使用——包括在氢燃料电池中。此外，该传感器有能力检测低水平的氢，使它们适合医疗应用。通过检测患者呼吸中由于胃肠道紊乱所产生的气体，临床医生可以更容易地进行无创诊断和监测。

　　（原文来自：全球能源 新能源网综合）