“氢经济”虽然前景很大，但是存在泄漏等问题，很难发现，因为氢气易燃，所以很危险。IIT海得拉巴大学化学工程系副教授钱德拉谢卡尔夏尔马博士(右)和IAT大学研究人员阿卡什纳塔尼(左)合作研究试图解决这个问题。with海德拉巴和with焦特布尔团队的这项工作将有助于开发一种可靠而强大的氢传感器，具有高灵敏度和快速响应，适用于家庭和工业应用。

印度海德拉巴理工学院和印度焦特布尔理工学院研发的材料可以高灵敏度地检测氢气泄漏。研究小组合成了一种半导体材料，可用作氢敏感探测器。

这一发展的种子是在2018年12月印度国家青年科学院(INYAS)在IIT海得拉巴举行的“国家科学前沿”会议上播下的。在这次会议上，IIT海得拉巴化学工程系碳实验室的高级副教授钱德拉谢卡尔夏尔马博士及其研究团队与焦特布尔电气工程系的副教授马赫什库马尔博士合作。

这项合作研究的结果最近发表在著名的同行评审期刊《传感器和执行器》上。这篇论文是由钱德拉谢卡尔夏尔马博士和马赫什库马尔博士以及研究人员Vijendra Singh Bhati、Akash Nathani和Adarsh Nigam撰写的。研究和挑战谈到这项研究的重要性，钱德拉谢卡尔夏尔马博士说：“在过去的几十年里，由于氢气作为主要能源的前景，它的重要性大大增加，它可能成为清洁能源发电的灵丹妙药。”

虽然“氢经济”有很大的前景，但气体有两个问题。一个是难以生产，一个是难以检测，由于氢气易燃，如果不立即检测到泄漏，可能是灾难性的。后一个问题正是IIT海德拉巴和IIT焦特布尔的合作研究试图解决的。

IIT焦特布尔电气工程系副教授Mahesh Kumar博士强调了这项研究的必要性。他说：“氢气的爆炸范围(4-75%)和低点火能量使得泄漏非常危险。人类能够感觉到氢气，因为它无色无味，这使得开发检测氢气的工具和传感器变得非常重要。”研究

正在研究各种氢传感器，包括光学、电化学和电子传感器。电传感器，尤其是电阻传感器，由于成本低、设计简单、灵敏度好，最接近实用。氢气传感器必须具有高灵敏度和气体选择性。

Mahesh Kumar博士解释了电阻传感器的工作原理，他说：“当一些材料与特定气体接触时，它们的电阻会发生变化。比如氧化锌等金属氧化物半导体的电阻会发生变化。与氢气接触。”夏尔马博士说：“氧化锌对氢气的响应灵敏度取决于它的表面积——表面积越大，或者颗粒越小，灵敏度越高。

纳米尺寸的氧化锌，其粒径比人类单根头发的宽度小10万倍，具有良好的氢气传感性能，但研究团队进一步提高了这种材料的灵敏度。研究人员在碳纳米纤维上装载了氧化锌纳米颗粒，并表明这导致了近74%的感应响应，而纯ZnO纳米颗粒为44.5%。纳米纤维是极细的纤维，绑在一起看起来像棉花糖。

研究小组将这种性能的提高归因于氢容易通过棉花状碳纳米纤维的纳米孔扩散，从而使它们与沉积在纳米纤维上的ZnO纳米颗粒紧密接触。马赫什库马尔博士补充说：“碳纳米纤维表面存在氧气也有助于提高灵敏度”。

该团队通过一种称为静电纺丝的过程纺出纳米纤维，在这种过程中，聚合物溶液被充电，并在高压电场下通过喷丝头喷出。在这项工作中，研究人员使用一种特殊的聚合物混合物来获得聚合物纳米纤维，然后通过加热将其转化为碳纳米纤维。氧化锌然后沉积在纳米纤维的表面。