革命性氫氣感測器:邁向更安全、更潔淨能源的關鍵
隨著全球逐步擺脫化石燃料,氫能被視為能源轉型的關鍵角色。然而,這種無色、無味且高度易燃的氣體,難以透過人類感官察覺,為其安全應用帶來挑戰。如今,科學家開發出一款新型氫氣感測器,有望加速潔淨氫能時代的到來。
這款由曼徹斯特大學科學家研發的感測器,能在數秒內精準偵測到極微量的氫氣。其體積小巧、價格實惠且節能高效,效能更超越市售的攜帶型氫氣偵測器。這項研究是與沙烏地阿拉伯的阿卜杜拉國王科技大學(KAUST)合作進行,成果已發表於《自然電子學》期刊。
「這款感測器可能為氫氣安全技術帶來重大突破。它結合了經濟性、可靠性和高效能,有潛力徹底改變我們在工業、家庭和運輸領域處理氫氣的方式。我希望我們的有機感測器能幫助建立大眾對新興氫能技術的信任,讓這些技術更普及且更安全。」研究團隊成員Thomas Anthopoulos表示。
這款新型有機半導體感測器的運作原理基於「p型摻雜」過程,其中氧分子會增加活性材料中的正電荷濃度。當氫氣存在時,會與氧氣發生反應,逆轉此效應並導致電流迅速下降。這種變化在室溫至120°C的範圍內快速且可逆。
研究團隊在多種實際情境下測試了這款感測器,包括偵測管道洩漏、監測氫氣在密閉空間中的擴散,甚至將其安裝在無人機上進行空中洩漏偵測。在所有測試中,這款感測器的反應速度都優於市售攜帶型偵測器,展現了其在家庭、工業和運輸網路中廣泛應用的潛力。
值得注意的是,這款感測器可以製作成超薄且柔韌的形態,並能整合到智慧裝置中,實現氫氣系統的即時連續監測。目前,研究團隊正致力於進一步提升感測器效能,並評估其在不同偵測情境下的長期穩定性。
這項創新技術的出現,不僅為氫能安全應用提供了重要保障,更為全球能源轉型注入了一劑強心針。隨著這款感測器的進一步發展與普及,我們距離實現更安全、更潔淨的能源未來又更近了一步。