瑞典查尔姆斯理工大学的研究人员近日开发出一种新型氢传感器，该传感器在潮湿环境中的性能表现优异，且湿度越高其检测能力越强。这一进展有望提升氢能应用场景下的安全监测可靠性，相关研究成果已发表于《ACS传感器》期刊。

氢气作为一种重要的能源载体，在交通运输、化工及绿色钢铁制造等领域应用日益广泛。然而，氢气的易燃特性要求在任何存在氢气的场所都必须配备可靠的安全传感器，以及时检测泄漏并防止形成可爆燃的氢氧混合气体。目前常用的传感器在潮湿环境下的性能往往下降，而实际应用场景中氢气常与水分共存，例如环境空气、燃料电池内部或制氢储氢设施周围，这使得开发耐湿氢传感器成为行业迫切需求。

该研究的主要作者、博士生阿萨纳西奥斯·西奥多里迪斯表示：“氢传感器的性能在不同环境中差异显著，湿度是一个重要影响因素。我们测试新传感器概念时发现，湿度越高，它对氢气的响应越强。我们花了一些时间才真正理解这一现象的原理。”

新型传感器尺寸小巧，内含铂金属纳米颗粒。这些颗粒同时充当催化剂和传感元件，能加速氢气与空气中氧气的化学反应并产生热量，使传感器表面的水膜“沸腾蒸发”。氢气浓度决定了水膜蒸发量，而空气湿度则控制水膜厚度，因此通过测量水膜厚度即可推算出氢气浓度。湿度越高，水膜越厚，传感器效率也随之提升。该过程可通过等离子体共振光学现象进行观测：当氢气浓度变化时，铂纳米颗粒的颜色会发生改变，并在达到临界水平时触发警报。

研究团队在超过140小时的连续潮湿空气暴露测试中验证了传感器的稳定性。西奥多里迪斯指出：“测试表明，该传感器在不同湿度条件下均表现稳定，能够可靠检测氢气，这对其在实际环境中应用至关重要。”

查尔姆斯理工大学物理学教授、传感器公司Insplorion联合创始人克里斯托夫·朗哈默表示：“随着氢气在社会中的作用日益重要，市场对更小巧、灵活、可大规模制造且成本更低的传感器需求日益增长。我们的新传感器概念很好地满足了这些要求。”他也指出，未来可能需要结合多种材料以制造适应各类环境的高性能氢传感器。

该耐湿氢传感器的研发为氢能产业的安全监测提供了新的技术路径，其高灵敏度与湿度适应性特点，有望在氢能交通、储能及工业生产等多个领域推动安全标准的提升与应用边界的拓展。

出版详情：作者：Athanasios Theodoridis 等人，标题：《一种用于高湿度环境中氢检测的催化-等离子体 Pt 纳米粒子传感器》，发表于：《 ACS传感器》 (2025)。杂志信息： ACS传感器