氫能源是終極的清潔能源,是中國新能源未來發(fā)展的重點(diǎn)領(lǐng)域。近年來國家開始部署氫能發(fā)展與利用,國內(nèi)主要車企均已開展氫燃料電池電動(dòng)汽車的研發(fā)。
雖然氫能源作為一種清潔而高效的能源替代傳統(tǒng)能源是必然趨勢,但氫氣易燃易爆,空氣中只需含有4%的氫氣就能產(chǎn)生氫氧氣體,有時(shí)也稱為氫氧混合氣(knallgas),最小的火花都能將此類氣體點(diǎn)燃。氫能源在全產(chǎn)業(yè)鏈包括氫氣制備、貯存、運(yùn)輸和使用過程中需要諸如壓力傳感器、溫度傳感器、氫氣濃度傳感器等多種傳感器對其內(nèi)外部環(huán)境保持監(jiān)測。
為了保證未來氫燃料汽車以及相關(guān)基礎(chǔ)設(shè)施的安全,必須探測,而且氫氣傳感器的響應(yīng)速度必須足夠快速,以便在起火發(fā)生之前探測到泄露的氫氣。
煒盛科技現(xiàn)已推出針對氫燃料電池汽車氫氣泄漏檢測的MEMS氫氣傳感器:GMV-2021B。
GMV-2021B為基于MEMS技術(shù)的半導(dǎo)體金屬氧化物氫氣傳感器,半導(dǎo)體金屬氧化物吸附氧氣時(shí), 電阻率會顯著增加,當(dāng)氫氣等還原性氣體將金屬氧化物化學(xué)吸附層中的氧氣還原時(shí),電阻率會隨之變化,通過檢測電阻變化量即可檢測氫氣濃度。
極低的檢測下限、快速地的響應(yīng)速度
大部分半導(dǎo)體金屬氧化物傳感器都采用氧化錫作為敏感材料,可測氫氣濃度范圍為10ppm至20ppm,其平均響應(yīng)時(shí)間在20s左右。GMV-2021B MEMS氫氣傳感器可檢測1ppm甚至ppb級別的檢測 ,響應(yīng)時(shí)間在10s以內(nèi),可探測空氣中微小含量的氣體并快速響應(yīng)。
獨(dú)特的抗干擾特性,避免其它氣體的干擾
選擇性是半導(dǎo)體原理傳感器很難跨越的一個(gè)技術(shù)壁壘,通常采用材料特異性、工作溫度選擇、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法或片上選擇性富集方式來提高其抗干擾特性,但很難實(shí)現(xiàn)高精度抗干擾特性檢測。GMV-2021B MEMS氫氣傳感器可實(shí)現(xiàn)獨(dú)特的抗干擾效果,避免醇類物質(zhì)、甲烷、一氧化碳等還原性氣體的干擾,保證檢測的準(zhǔn)確性。
絕佳的可制造性,更適于新能源市場的應(yīng)用
采用MEMS制造工藝加工而成,摒棄了傳統(tǒng)傳感器生產(chǎn)過程中繁瑣的人工環(huán)節(jié),使得傳感器的一致性及生產(chǎn)效率獲得極大提升。
隨著國家頂層設(shè)計(jì)的推出以及各地氫燃料電池產(chǎn)業(yè)規(guī)劃的推進(jìn),相關(guān)技術(shù)有望得到突破,規(guī)模化應(yīng)用將帶來成本下降,從而加快氫能源商業(yè)化應(yīng)用進(jìn)程,隨之氫氣傳感器將會得到大規(guī)模的應(yīng)用,而基于半導(dǎo)體原理的MEMS氫氣傳感器因其獨(dú)特的優(yōu)勢將占據(jù)更大的市場。