快速、宽量程、高灵敏的氢气泄漏监测是氢能源安全利用（尤其在航空航天、先进交通等领域）的核心需求之一。现有敏感膜式氢气传感器难以实现ppm级高灵敏与超宽量程（0~100vol.%）协同设计，且存在饱和且高浓度中毒失效难题。
为此，中国科学院声学研究所王文团队利用热导效应的宽量程感知能力，结合声表面波的高灵敏特点，提出了一种基于声表面波热导效应的氢气传感新方法。利用氢气与空气混合热导率变化调制SAW器件温度场，进而基于SAW器件高灵敏温敏特性解耦出氢气浓度，成功实现了超宽检测量程（0-100% vol），快速响应与恢复速度（T90/T10：~15s），高灵敏（6ppm）、优异重复性（重复性误差<2.4%）的氢气传感能力。该研究为氢能源安全监测提供了兼具高灵敏度、宽量程和快速响应的有效解决方案。
相关成果于发表于Nature旗下子刊Microsystems & Nanoengineering（中国科学院1区Top期刊，IF：9.9）。
图1 基于热导效应的SAW气敏机理建模与分析（图/中国科学院声学研究所）
图2 基于热导效应的SAW氢气传感器的检测量程与灵敏度（图/中国科学院声学研究所）
本研究得到了北京市自然科学基金（No.1252032, No. QY24359）以及国家自然科学基金（No. U1837209, 12204510）等资助。
参考文献：Cui, B., Cheng, L., Xue, X. et al. High sensitivity SAW hydrogen gas sensor based on thermal conductivity effect. Microsyst Nanoeng 12, 68 (2026).