氢气泄漏，不再是隐忧：科学家开发创新高灵敏度氢气检测技术

氢气作为未来能源面临安全挑战，氢气是最轻的分子，容易泄漏，且在一定浓度下有爆炸风险。因此，氢气要成为未来能源行业的主力军，就要确保氢气在能源生产、储存和运输过程中的安全，这需要超灵敏的气体检测技术。但传统的电信号气体泄漏传感器容易产生电火花，可能引发氢气爆炸。此外，基于电极的接触传感器信号稳定性和保真度不足，因此需要非接触式的检测方法来避免潜在的危险。

KIST领导研究团队开发了一种非接触式太赫兹光传感器，能在常温常压下检测到0.25%的氢气泄漏，达到了世界顶级的光学检测水平。这种传感器利用光谱学方法，通过测量反应物质遇到氢气时光学特性的变化来检测氢气。太赫兹电磁波对气体分子的自然振动非常敏感，但由于与微量氢气相互作用的概率较低，且缺乏放大太赫兹波信号的技术，因此在实际应用中一直存在困难。相关研究成果发表在先进材料上。

研究团队通过研究氢渗透到钯金属中的特性，开发了一种新的气体检测传感平台。他们使用了一种太赫兹超材料，可以放大气敏太赫兹频段的信号，并将钯涂在超材料上，创造了一个14纳米的狭窄空间，以最大限度地提高太赫兹信号的灵敏度。钯在表面吸附的氢和氧催化反应生成水分子中发挥双功能，同时也在储氢中发挥双功能。为了模拟真实环境（80% 的氮气，20% 的氧气），将氢气和氧气注入开发的传感室并暴露于太赫兹传感平台。结果显示氢气的暴露引起了显著的光学信号变化，这些信号以实时的方式进行了科学分析。

此外，研究团队还考虑了检测平台的可重用性。他们通过特殊的处理技术确保了样品的可重复使用性，并成功开发了一种通过光信号在纳米尺度上非接触式实时追踪氢解吸机制的技术。

这项技术不仅提高了氢气泄漏检测的灵敏度和安全性，还为检测和筛查各种生化物质提供了新的可能性。