一种新型声表面波快速氢气传感技术学术资讯

来源：中科院声学所

作为一种新兴能源载体和化工原料，氢气具有来源广泛、清洁环保、可循环利用等一系列优点，对推进节能减排、调整能源产业结构和应对全球气候变化有重要意义。但是由于氢气易燃易爆，快速、高灵敏的氢敏技术对于氢气开发利用中的安全防护极为重要。现有技术在功耗、体积、响应速度及灵敏度等方面均面临瓶颈，难以满足实际应用需求。

为应对这一难题，中科院声学所王文团队与南开大学杨大驰团队合作，将微纳声表面波器件技术与快速响应的钯铜纳米线氢敏材料相结合，提出并研制了一种秒级响应的新型声表面波氢敏器件。纳米线形态的钯铜氢敏材料具有极高的吸附面积，由此大幅增加了氢敏效率，从而提高传感器响应速度与灵敏度。

相关研究成果在线发表于学术期刊Sensors and Actuator B。

研究人员利用电化学沉积方法合成的钯铜纳米线（图1）滴涂制备于传感器件表面声表面波传播路径表面，构建出了小尺度声表面波氢敏器件（图2）。结合差分振荡结构的传感电路，对所研制的声表面波氢敏器件进行了测试评价（图3），相对于国内外已报道氢敏元件，传感器实现了快速的传感响应（<4s），此外还具有低检测限（7ppm）、良好选择性和重复性的特点，其灵敏度达1.5kHz/%，在氢能应用中具有很好的应用前景。

▲ 图1 钯铜纳米线的制备流程及表征（图/中科院声学所）

▲ 图2 沉积钯铜纳米线的声表面波氢敏器件（图/中科院声学所）

▲ 图3 声表面波氢敏器件的响应特性测试（图/中科院声学所）

参考文献：

WANG Wen, LIU Xueli, MEI Shenchao, JIA Yana, LIU Mengwei, XUE Xufeng, YANG Dachi. Development of APd/Cu Nanowires Coated SAW Hydrogen Gas Sensor with Fast Response and Recovery, Sensors and Actuator B, 2019, 287, 157-164. DOI: 10.1016/j.snb.2019.02.047

论文链接：

https://doi.org/10.1016/j.snb.2019.02.047

来源：cas-ioa 中科院声学所

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