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三氧化钨薄膜制新型氢气传感器 可在室温使用

来源:http://www.zttungsten.cn   日期:2018/8/3 10:51:37  点击:

    据报道,荷兰代尔夫特理工大学(Delft University of Technology)研发了一种以三氧化钨(WO3)薄膜制作的新型氢气传感器,结合了高电阻以及利用铂金(platinum)催化剂感测氢气的能力,可以在接近室温下感测到1pppm的氢气浓度,而且当氢气浓度超过100pppm时,反应时间不到1秒。

    氢气是取代石化燃料的潜力替代能源之一,但因其具备高度易燃性,如果要发展氢能源经济,就需要研制出能侦测氢气的传感器。然而截至目前,氢气传感器在温度控制上仍存在大难题——需要较高的温度才能起作用,而且敏感度低、反应时间缓慢。

    而代尔夫特理工大学开发的新型氢气传感器与其他同类传感器最大的不同,就在于它能够在室温下使用。

    荷兰研发三氧化钨薄膜制氢气传感器

    代尔夫特理工大学研究人员首先利用脉冲雷射沉积(pulsed laser deposition)方法,在一片基板上一层层单独沉积,制作出厚度仅9nm的三氧化钨薄膜。然后将铂金液滴放置在三氧化钨薄膜的最上方,铂金能作为催化剂将氢分子分离为单个氢原子,进入三氧化钨的晶格,并将之缓慢由绝缘体转变为金属。

    研究人员将三氧化钨薄膜暴露于不同的环境条件中,包括正常空气,混合了氢气的环境,以及真空状态,实验结果表明:三氧化钨薄膜的电阻与样本颜色(光学影像显示)会在暴露于氢气时改变,但在正常空气中又会恢复初始状态。

    据了解,因为这种三氧化钨薄膜能与目前的半导体技术兼容,新型氢气传感器具备大量生产的潜力,代尔夫特理工大学研究团队正准备为此技术申请专利。

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