Yeni tip hidrojen algılama sensörü: süper hızlı ve süper hassas!
Kılavuz
Son zamanlarda, Kore Bilim ve Teknoloji Enstitüsü'nden (KAIST) bilimsel bir araştırma ekibi, 7 saniye içinde hidrojenin% 1'inden daha azını algılayabilen ultra yüksek hızlı bir hidrojen sensörü oluşturdu.
Anahtar kelime
MOF, sensör, hidrojen
arka fon
Hidrojen, çevre dostu yeni nesil bir enerji kaynağı olarak kabul edilir. Ancak yanıcı bir gazdır, küçük bir kıvılcım bile patlamaya neden olabilir. Bu nedenle, güvenlik hususlarına göre, hidrojen patlaması için alt hacim yüzde sınırı hacimce% 4'tür.
Bu nedenle, sensörün renksiz ve kokusuz hidrojen moleküllerini hızlı bir şekilde algılayabilmesi gerekir. ABD Enerji Bakanlığı tarafından kısa süre önce yayınlanan yönergeler, renksiz ve kokusuz hidrojeni hızlı bir şekilde algılayabilen sensörlerin önemini vurgulamaktadır.Hidrojen sensörlerinin, hacimce% 1 hidrojeni algılamak için 60 saniye içinde yeterli yanıt ve geri kazanım sürelerine ulaşması gerekir.
Yenilikçilik
Son zamanlarda, Kore Bilim ve Teknoloji Enstitüsü'nden (KAIST) bilimsel bir araştırma ekibi, 7 saniye içinde% 1'den az hidrojeni algılayabilen ultra yüksek hızlı bir hidrojen sensörü oluşturdu. Bu sensör, 60 saniye içinde oda sıcaklığında milyonda yüzlerce hidrojen parçasını da algılayabilir.
(Resim kaynağı: ACS)
Bu araştırma, doktora sonrası araştırmacı Won-Tae Koo (ilk yazar), Profesör Kim (kooperatif muhabir yazar) ve Profesör Penner (kooperatif yazarı) tarafından gerçekleştirildi. Araştırma makalesi, ACS Applied Materials and Interfaces dergisinde çevrimiçi olarak yayınlandı ve Eylül sayısının kapak resmi olarak kullanıldı.
teknoloji
KAIST Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Bölümü'nden Profesör Il-Doo Kim ve California Üniversitesi, Irvine'den Profesör Reginald M.Penner liderliğindeki bir araştırma ekibi, metal organik çerçeve kompleksine (MOF) dayalı bir paladyum (Pd) kaplama geliştirdi. Nanowire'ın ultra yüksek hızlı hidrojen algılama sistemi.
(Resim kaynağı: KAIST)
Araştırma ekibi, Pd tabanlı hidrojen sensörlerinin sınırlamalarının üstesinden gelmek için Pd nanotel dizisinin üstüne MOF ekledi. Işıkla oyulmuş Pd nanotelleri, Zn iyonları ve organik ligandlardan oluşan Zn bazlı zeolit imidazol ester çerçevesi (ZIF-8) tabakasıyla kaplanır. ZIF-8 filmi, Pd nano'yu kolayca kaplamak için, Zn (NO3) 2 · 6H2O ve 2-metilimidazol içeren bir metanol çözeltisine daldırılır.
(Resim kaynağı: KAIST)
Sentezlenen ZIF-8, çok sayıda 0,34 nanometre ve 1,16 nanometre mikro gözenekli oldukça gözenekli bir malzemeden oluşur. Hidrojenin kinetik çapı 0.289 nanometredir ve ZIF-8 filmine kolayca nüfuz edebilirken, büyük moleküller (0.34 nanometreden büyük) MOF filmi tarafından etkin bir şekilde taranabilir. Bu nedenle, Pd nanotel üzerindeki ZIF-8 filtresi, hidrojen moleküllerine etkili bir şekilde nüfuz edebilir, böylece Pd tabanlı H2 sensörünü hızlandırarak, orijinal Pd nanoteline kıyasla oda sıcaklığında iyileşmesini ve daha hızlı yanıt vermesini sağlar. Zamanlar.
(Resim kaynağı: KAIST)
değer
Profesör Kim, hidrojen sızıntısının neden olduğu patlama kazalarını önlemek için ultra hızlı hidrojen sensörlerinin kullanılabileceğini umuyor. Ek olarak, etkili nanofiltrasyon için çeşitli MOF katmanlarının kullanılması yoluyla havadaki zararlı gazların doğru bir şekilde tespit edilebileceğini umuyor.
Referans
[1]
[2] Ji-Soo Jang, Shaopeng Qiao, Seon-Jin Choi, Gaurav Jha, Alana F Ogata, Won-Tae Koo, Dong-Ha Kim, Il-Doo Kim ve Reginald M. Penner. Hollow Pd-Ag Kompozit Nanoteller Hızlı Yanıt Veren ve Şeffaf Hidrojen Sensörleri için ACS Uygulamalı Malzemeler ve Arayüzler DOI: 10.1021 / acsami.7b10908.
Daha ileri teknolojiler ve yenilikçi ürünler için lütfen WeChat herkese açık hesabını takip edin: IntelligentThings veya yazarın kişisel WeChat ile iletişime geçin: JohnZh1984
