國外研發新型光纖傳感器，可快速遠程測試氫氣泄露

氫能源，被認為是有前途的替代能源之一。然而，由于其與氧氣混合時爆炸區間廣泛，因此其作為能量載體的安全使用引人關注。例如，當氫氣從儲罐泄漏鉅大鋰電時，可能會出現危險。2019年五月，挪威加氫站爆炸事故就是典型案例。對此，最近，俄羅斯和捷克的研究團隊最新開了一種基于光纖的氫氣測試傳感器，這一傳感器簡單、靈巧度高，可用于快速遠程測試，成本是傳統色譜儀的10%，將來有望廣泛用于無人值守加氫站以及燃料電池使用中。

2019年，挪威加氫站爆炸事故現場。資料圖

據知道，俄羅斯托木斯克國立理工大學與布拉格化工大學鋰電池廠家聯合提出了這種基于廣泛使用的光纖新型傳感器，以確保準確測試空氣中的氫分子。這項研究將發表鋰電池在美國化學協會《傳感器》期刊上。

可以說，快速、準確地測試混合氣體中的氫分子十分緊要。目前，已有鋰電池多種辦法，包括電子傳感器，然而這些電子傳感器，有時也會成為潛在的火花源。因此，研究人員將留意力轉向了光纖這一簡單且可商購的材料。因為光纖供應了快速和方便的長距離信息傳輸，該傳感器可以安裝在燃料電池裝置或加氫站中執行遠程操作。

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光纖是一種由玻璃或塑料等光學透亮材料制成的細長絲，能夠以光脈沖的形式傳輸信息。研究人員通過去除纖維護套并通過磁控濺射在該區域涂上一層金箔加以改良。在該黃金區域的表面萌生了等離子體共振效應，這是分解信號的來源。研究人員將基質溶液中的黃金區域用作由鋅分子和特定有機化合物組成的金屬有機框架的基礎。

據解析，該框架對氫極為敏感，因為它會從空氣中捕獲其分子。而且，它對其他氣體是惰性的。這種傳感器可與固定色譜儀相媲美，后者的價格要貴十倍，并且要專業操作人員。

目前，研究人員已經成功地將靈巧度和測試限控制在2%以下。換句話說，這一傳感器能夠檢測到濃度低于2%的空氣中的氫氣，而氫氣和氧氣混合物的爆炸下限約為4%。研究人員解析稱，另一個緊要的特點是傳感器對氧化性氣體（如二氧化碳和各種氧化物）的抗性強。這是一個現代傳感器的通病，因為這些氣體干擾氫的吸收，而這一新型傳感器則可以輕松地在洋溢混合氣體的露天環境中工作。

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