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格鲁吉亚大学开发光学氢传感器 消除氢动力汽车着火风险

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顺应时代发展 氢能汽车运动领先起航

58京牌 氢能作为清洁的可再生能源,是未来能源发展的方向之一。然而,氢气具有易燃性,使其在中的大规模应用受到限制。,格鲁吉亚大学(University of Georgia)新研究成果可以完全消除相关风险。 

 

 (图片来源:格鲁吉亚大学)

与目前的电动汽车相比,氢动力汽车可以在短时间内完成燃料添加,而且单次续航里程更长。然而,要想安全地使用氢动力,需要找到一种能够检测氢泄露的可靠方法。新研究提出一种成本低、无火花、基于光学的氢传感器。与以前的模型相比,该传感器更灵敏,而且速度更快。

该项目的共同研究人员之一、富兰克林艺术与科学学院(Franklin College of Arts and Sciences)的物理学副教授Tho Nguyen表示:“现在,大多数商用氢传感器通过与氢气发生作用,检测到活性物质中的电子信号变化,这有可能产生电火花,引起氢气燃烧。我们的无火花光学氢传感器无需电子组件即可检测到氢气,使相关过程更加安全。”

氢动力可应用于包括电动汽车在内的诸多领域,因此减轻其易燃性具有重要意义。在氢基经济的各个阶段,如石油加工、冶金应用和环境科学等领域的生产、运输、存储和利用过程中,通过一款性能强大的传感器来检测氢泄露和控制浓度,非常重要。

氢传感器的三个关键因素包括响应时间、灵敏度和成本。当前用于氢气光学传感器的主流技术,需要使用昂贵的单色仪来记录光谱,然后进行光谱偏移比较分析。研究人员表示:“使用基于强度的纳米光学传感器,我们可以将氢气的检测范围从百万分之100提升到百万分之2,而传感芯片的成本只需几美元。我们的响应时间为.8秒,比目前文献中报道的最佳可用光学设备快20%。”

这款新型光学仪器基于覆有钯钴合金层的纳米球模板的纳米制造学。只要有氢气存在,就能迅速将其吸收,并通过LED进行检测。硅检测器记录透射光的强度。该项目联合首席研究员、萨凡纳河国家实验室(Savannah River National Laboratory)的高级研究员George Larsen表示:“所有的金属都倾向于吸收氢,但是通过找到在合金中起到适当平衡作用的合适元素,并设计纳米结构,以放大吸收氢后光透射率的细微变化,我们能够就这些传感器的速度和灵敏性设定新基准,同时使传感器平台尽可能保持简洁。”

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