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寻找泄漏的氢气 氧化锌可发挥大作用!

作者:于琳娜 来源:国家能源报道 发布时间:2021-01-15 浏览:
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中国储能网讯:近年来,在寻求替代燃料以缓解全球气候变暖等环境问题的过程中,氢已经成为清洁能源的最佳选择之一:氢被誉为下一代燃料,氢燃料电池被誉为未来的电池。但氢存在一个主要问题:与其他所有气体燃料一样,具有很高的易爆性。

当氢气泄漏到空气中的比例低至4%时,一个微小的火花就可能引发爆炸。2019年5月和6月,在韩国江内、挪威Uno-X燃料站都发生了爆炸事故。因此,安全是处理氢气的主要问题,需要保证即使是最小的氢气泄漏也能感应到,以避免发生事故。

现有的氢气泄漏探测器需要在高温下才能工作,例如基于金属氧化物半导体的气体传感器,这使得它们昂贵且寿sj寿命短,用于检测爆炸性或易燃气体时非常危险。由于缺乏足够的气体检测活性位点(例如氧化锌纳米片),它们的灵敏度也很低。因此,科学家们一直忙于开发能够克服这些限制的传感器。

韩国仁川国立大学的一个科学家团队在近期的一项新研究中,提出了一种新颖的室温氢传感器设计方案,该方案利用纳米氧化锌薄片填充纳米尺寸的孔,命名为“多孔2D纳米片”。研究负责人曼吉特·库马尔表示:“这种纳米片可以解决很多问题,因为多孔会打开阻塞的活性表面。”

科学家们在三种不同的温度(400摄氏度、600摄氏度、800摄氏度)下对氧化锌纳米片进行热处理以调整空穴密度,从这些样品中制造出氢气传感器装置,并记录它们在室温下对不同浓度氢气及其他气体的反应。

他们发现氧化锌纳米片在400摄氏度下处理孔数最大时,对氢气的响应最大,最快的响应时间约为9秒,这种处理方式在45天后依然显示出97%~99%的高重复性和稳定性。这些结果有力地表明2D多孔氧化锌纳米片具有显著的特性,有可能在未来彻底改变气敏性能。库马尔推测:“室温氢气传感器将在未来技术中心发挥关键作用,特别是随着物联网的出现。我们的多孔2D氧化锌传感器将实现创新的氢气检测设备,可以在早期检测气体泄漏,并可以与智能手机、智能手表相集成。”

(来源:韩国仁川国立大学)

关键字:氢能

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