氢气作为一种清洁能源，在促进节能减排、调整能源产业结构、应对全球气候变化等方面具有广阔的应用前景。然而氢气易燃易爆，其无色无味的特点使得泄漏时不易被察觉。因此快速、高灵敏的氢气传感技术研究在氢能源的开发利用中扮演着极为重要的角色，而现有氢气传感器在功耗、体积、响应速度及灵敏度等方面难以满足实际应用需求。
中科院声学所超声学实验室王文课题组在前期工作基础上，与南开大学杨大驰教授团队合作，将微纳声表面波器件技术与钯镍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气传感器。钯镍纳米线具有较大的比表面积，容易吸附大量气体，有助于提高传感器的响应速度。
研究人员采用湿化学法制备钯镍纳米线并将其溶于乙醇中，通过滴涂的方式沉积在声表面波器件表面构建声表面波氢气传感器，然后将所研制的传感器集成到鉴相电路中，进行测试评估。实验结果表明，这种声表面波氢气传感器实现了目前相关研究成果中的最快响应（1.8s）、1.65mV/% 的高灵敏度与7ppm的低检测限，此外还具有良好的重复性与选择性。
本研究获得了国家重点研发计划 (2020YFB1506205) 和国家自然科学基金联合重点项目 (No. U1837209, 11774381) 的资助。
相关成果发表于国际传感器领域权威期刊 Sensors and Actuators B: Chemical （IF：7.46）。
图1 沉积钯镍纳米线薄膜的声表面波氢气传感器（a）与钯镍纳米线的SEM图（b）（图/中科院声学所）
图2 所研制的声表面波氢气传感器的响应速度测试（图/中科院声学所）
图3 所研制的声表面波氢气传感器的灵敏度（a）、检测下限（b）与选择性（c）测试（图/中科院声学所）
关键词：
声表面波；氢气传感器；钯镍纳米线；快速响应
参考文献：
X. Wang, L. Du, L. Cheng, S. Zhai, C. Zhang, W. Wang*, et al., Pd/Ni nanowire film coated SAW hydrogen sensor with fast response, Sensors and Actuators B: Chemical, 351(2022) 130952, doi: 10.1016/j.snb.2021.130952.
论文链接：
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0925400521015203