国外研发新型光纤传感器，可快速远程测试氢气泄露

氢能源，被认为是有前途的替代能源之一。然而，由于其与氧气混合时爆炸区间广泛，因此其作为能量载体的安全使用引人关注。例如，当氢气从储罐泄漏钜大锂电时，可能会出现危险。2019年五月，挪威加氢站爆炸事故就是典型案例。对此，最近，俄罗斯和捷克的研究团队最新开了一种基于光纤的氢气测试传感器，这一传感器简单、灵巧度高，可用于快速远程测试，成本是传统色谱仪的10%，将来有望广泛用于无人值守加氢站以及燃料电池使用中。

2019年，挪威加氢站爆炸事故现场。资料图

据知道，俄罗斯托木斯克国立理工大学与布拉格化工大学锂电池厂家联合提出了这种基于广泛使用的光纤新型传感器，以确保准确测试空气中的氢分子。这项研究将发表锂电池在美国化学协会《传感器》期刊上。

可以说，快速、准确地测试混合气体中的氢分子十分紧要。目前，已有锂电池多种办法，包括电子传感器，然而这些电子传感器，有时也会成为潜在的火花源。因此，研究人员将留意力转向了光纤这一简单且可商购的材料。因为光纤供应了快速和方便的长距离信息传输，该传感器可以安装在燃料电池装置或加氢站中执行远程操作。

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光纤是一种由玻璃或塑料等光学透亮材料制成的细长丝，能够以光脉冲的形式传输信息。研究人员通过去除纤维护套并通过磁控溅射在该区域涂上一层金箔加以改良。在该黄金区域的表面萌生了等离子体共振效应，这是分解信号的来源。研究人员将基质溶液中的黄金区域用作由锌分子和特定有机化合物组成的金属有机框架的基础。

据解析，该框架对氢极为敏感，因为它会从空气中捕获其分子。而且，它对其他气体是惰性的。这种传感器可与固定色谱仪相媲美，后者的价格要贵十倍，并且要专业操作人员。

目前，研究人员已经成功地将灵巧度和测试限控制在2%以下。换句话说，这一传感器能够检测到浓度低于2%的空气中的氢气，而氢气和氧气混合物的爆炸下限约为4%。研究人员解析称，另一个紧要的特点是传感器对氧化性气体（如二氧化碳和各种氧化物）的抗性强。这是一个现代传感器的通病，因为这些气体干扰氢的吸收，而这一新型传感器则可以轻松地在洋溢混合气体的露天环境中工作。

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