超快速和超敏感的氢气传感器

超快速和超敏感的氢气传感器

一个韩国队取得了超快速的氢气传感器,可以检测氢气水平下1%少于七秒。该传感器还可以在室温下60秒内检测出百万分之几的氢气。

在韩国科学技术院材料科学与工程系的Il Doo Kim教授研究组,与加利福尼亚大学Reginald M. Penner教授合作,开发了基于钯超快氢气体检测系统(PD)涂有金属有机框架(MOF)纳米线阵列。PCBA加工

氢被认为是一种环保的新一代能源。然而,它是一种易燃气体,甚至可以用一个小火花爆炸。为了安全,氢气的爆炸下限是4体积%,因此传感器应该能够快速检测无色无味的氢分子。美国能源部最近发布的准则强调了能够快速检测无色无味氢气的传感器的重要性。根据指南,氢传感器应该在不到60秒的时间内检测出空气中1 %的氢,以获得足够的响应和恢复时间。

为了克服基于钯的氢传感器的局限性,研究小组在钯纳米线阵列上引入了一个MOF层。印刷图案的钯纳米线只是外涂有锌基沸石咪唑框架(ZIF-8)由锌离子和有机配体层。ZIF-8膜通过简单的浸泡容易涂钯纳米线(2–6小时)在甲醇溶液中包括Zn(NO3)2·6H2O和2-甲基咪唑。

合成的结构是由一些0.34和1.16 nm的微孔多孔材料,以0.289 nm的动力学直径的氢气可以很容易穿透ZIF-8膜,而大分子(>0.34 nm)是由财政部有效过滤筛选。因此,在钯纳米线的ZIF-8过滤器允许氢分子主要的渗透,导致加速的Pd H2传感器具有20倍更快的恢复和响应速度比原始的钯纳米线的室温。

基姆教授认为,超快速氢传感器有助于防止氢气泄漏引起的爆炸事故。此外,他希望通过使用多种MOF层,通过有效的纳米过滤,可以准确地检测到空气中的其他有害气体。

相关新闻