在有氢气使用的场合，通常需要可靠的传感器来监测泄漏，以防止形成易燃混合气体。然而，潮湿环境常常影响现有传感器的性能。瑞典查尔姆斯理工大学的研究人员近期开发出一种新型氢气传感器，其在潮湿条件下不仅工作稳定，而且性能随湿度升高而提升。

该研究的首位作者、博士生阿塔纳西奥斯·西奥多里迪斯指出：“许多现有传感器在潮湿环境中反应会变慢或性能下降。而我们测试新传感器概念时发现，湿度越高，对氢气的响应反而越强。”这项成果已发表于《ACS传感器》期刊。

氢气在交通、化工及绿色钢铁生产等领域应用日益广泛，其使用环境常伴随水汽。例如，燃料电池在产生能量的同时也会生成水，且其运行需要一定湿度。此外，氢气储存设施周围的空气湿度会随天气波动，因此耐湿的氢气传感器对保障安全尤为重要。

这款新型传感器尺寸约如指尖，内部含有铂纳米颗粒。这些颗粒兼具催化与传感功能：它们能催化氢气与氧气反应产生热量，促使传感器表面水膜蒸发。氢气浓度决定水膜蒸发程度，而环境湿度控制水膜厚度，因此通过监测水膜厚度即可测量氢气浓度。湿度越高，水膜越厚，传感器灵敏度也随之提高。

颜色变化用于指示氢气浓度：铂纳米粒子通过等离子体激元效应显现特定色泽，氢气浓度改变时颜色相应变化，并在达到临界值时发出警报。该团队在TechForH2能力中心支持下，从基于钯的传感器转向开发这种新型铂基“催化等离子体氢气传感器”。

研究团队对传感器进行了超过140小时的连续潮湿环境测试。西奥多里迪斯表示：“它在不同湿度条件下均表现稳定，并能可靠检测氢气，这为其在实际环境中应用奠定了基础。”

该传感器可检测低至百万分之三十的氢气浓度，成为目前耐湿环境下灵敏度较高的氢气传感器之一。查尔姆斯理工大学物理学教授克里斯托夫·朗哈默表示：“随着氢气应用日益广泛，市场对更小巧、可大规模生产且成本更低的耐湿传感器需求不断增长。我们的新概念正符合这些要求。”他也指出，未来可能需要结合多种材料，以开发出适应不同环境的传感器。

更多信息：作者：Athanasios Theodoridis等人，标题：《用于高湿度环境下氢气检测的催化等离子体铂纳米粒子传感器》，发表于：ACS Sensors (2025)。期刊信息： ACS Sensors