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电化学氢传感器的应用

发布者:精讯畅通 上传时间:2022 年 7 月 17 日
INGENUITY

氢气与太阳能、核能一起,因其燃烧效率高、产品无污染而被称为三大新能源。氢气作为一种新能源,广泛应用于航空、电力等领域。同时,氢气作为一种还原性气体和载气,在化工、电子、医疗、金属冶炼,尤其是军事和国防领域具有极其重要的应用价值。但是氢气分子很小,在生产、储存、运输和使用过程中容易泄漏。因为氢气不利于呼吸,无色无味,人的鼻子也检测不到,燃点只有585℃,空气中的含量在4% ~ 75%的范围内,暴露在明火下会爆炸。因此,在氢气的使用中,必须使用电化学氢传感器来检测环境中氢气的含量并监控其泄漏。

半导体型传感器

以电阻式半导体传感器为例:主要使用金属氧化物作为气敏材料。所以也被称为金属氧化物半导体氢传感器。它的工作原理是氢被吸附时,氢释放出电子,与化学吸附层中的氧离子结合,因此载流子浓度发生变化,这与氢的体积分数有一定的函数关系。

热电型传感器

首先,在衬底上沉积一层热电材料,然后沉积一层催化金属。沉积在热电材料表面的特定部分上。最后,电极分别从催化金属层和热电薄膜层引出,这就是一种简单的热电氢传感器。当这种敏感元件暴露在含有氢气的环境中时,在催化金属的作用下,氢气与氧气反应生成水蒸气并释放热量。因此,沉积催化金属的一端的温度高,这是热端,没有催化金属的一端的温度低,这是冷端。由于热电材料的热电发电效应,将热端和冷端的温差转化为热电势,作为电信号输出,从而实现对氢气的检测。

光纤传感器

由于各种固态氢传感器都使用电信号,一个共同的缺点是可能会产生电火花,对氢体积分数高的环境造成很大的安全隐患。光纤传感器采用光信号,适用于爆炸性危险环境。

电化学氢传感器
电化学氢传感器
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