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三氧化鎢薄膜制新型氫氣傳感器 可在室溫使用

發布日期:2020-07-25 17:04:42瀏覽次數: 0

 據報道,荷蘭代爾夫特理工大學(Delft University of Technology)研發了一種以三氧化鎢(WO3)薄膜制作的新型氫氣傳感器,結合了高電阻以及利用鉑金(platinum)催化劑感測氫氣的能力,可以在接近室溫下感測到1pppm的氫氣濃度,而且當氫氣濃度超過100pppm時,反應時間不到1秒。

    氫氣是取代石化燃料的潛力替代能源之一,但因其具備高度易燃性,如果要發展氫能源經濟,就需要研制出能偵測氫氣的傳感器。然而截至目前,氫氣傳感器在溫度控制上仍存在大難題——需要較高的溫度才能起作用,而且敏感度低、反應時間緩慢。

    而代爾夫特理工大學開發的新型氫氣傳感器與其他同類傳感器最大的不同,就在于它能夠在室溫下使用。

    荷蘭研發三氧化鎢薄膜制氫氣傳感器

    代爾夫特理工大學研究人員首先利用脈沖雷射沉積(pulsed laser deposition)方法,在一片基板上一層層單獨沉積,制作出厚度僅9nm的三氧化鎢薄膜。然后將鉑金液滴放置在三氧化鎢薄膜的最上方,鉑金能作為催化劑將氫分子分離為單個氫原子,進入三氧化鎢的晶格,并將之緩慢由絕緣體轉變為金屬。

    研究人員將三氧化鎢薄膜暴露于不同的環境條件中,包括正??諝?,混合了氫氣的環境,以及真空狀態,實驗結果表明:三氧化鎢薄膜的電阻與樣本顏色(光學影像顯示)會在暴露于氫氣時改變,但在正??諝庵杏謺謴统跏紶顟B。

    據了解,因為這種三氧化鎢薄膜能與目前的半導體技術兼容,新型氫氣傳感器具備大量生產的潛力,代爾夫特理工大學研究團隊正準備為此技術申請專利。

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