Wireless and Linear Hydrogen Detection up to 4% with High Sensitivity through Phase-Transition-Inhibited Pd Nanowires

纳米线 材料科学 线性 相变 无线传感器网络 灵敏度(控制系统) 瓶颈 氢传感器 纳米技术 巴(单位) 光电子学 电子工程 计算机科学 凝聚态物理 化学 物理 催化作用 计算机网络 生物化学 有机化学 气象学 工程类 嵌入式系统
作者
Min‐Seung Jo,Ki-Hoon Kim,Kwang‐Wook Choi,Jae‒Shin Lee,Jae‐Young Yoo,Sung‐Hoon Kim,Hee-Jeong Jin,Min‐Ho Seo,Jun‐Bo Yoon
出处
期刊:ACS Nano [American Chemical Society]
卷期号:16 (8): 11957-11967 被引量:20
标识
DOI:10.1021/acsnano.2c01783
摘要

Palladium (Pd) has been drawing increasing attention as a hydrogen (H2) detecting material due to its highly selective sensitivity to H2. However, at H2 concentrations above 2%, Pd undergoes an inevitable phase transition, causing undesirable electrical and mechanical alterations. In particular, nonlinear gas response (ΔR/R0) that accompanies phase transition has been a great bottleneck for detecting H2 in high concentrations, which is especially important as there is a risk of explosion over 4% H2. Here, we propose a phase-transition-inhibited Pd nanowire H2 sensor that can detect up to 4% H2 with high linearity and high sensitivity. Based on the calculation of the change in free energy, we designed Pd nanowires that are highly adhered to the substrate to withstand the stress that leads to phase transition. We theoretically optimized the Pd nanowire dimensions using a finite element method simulation and then experimentally fabricated the proposed sensor by exploiting a developed nanofabrication method. The proposed sensor exhibits a high sensing linearity (98.9%) with high and stable sensitivity (ΔR/R0/[H2] = 875%·bar–1) over a full range of H2 concentrations (0.1–4%). Using the fabricated Pd sensors, we have successfully demonstrated a wireless sensor module that can detect H2 with high linearity, notifying real-time H2 leakage through remote communication. Overall, our work suggests a nanostructuring strategy for detecting H2 with a phase-transition-inhibited pure Pd H2 sensor with rigorous scientific exploration.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
三三完成签到,获得积分10
刚刚
平常荷花完成签到 ,获得积分10
2秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
3秒前
阿胡发布了新的文献求助30
3秒前
水晶李完成签到 ,获得积分10
4秒前
脑洞疼应助静静子采纳,获得100
7秒前
新年好完成签到,获得积分10
8秒前
爆米花应助Michelle采纳,获得10
11秒前
11秒前
LYSM应助晴栀采纳,获得10
12秒前
Bean完成签到,获得积分10
12秒前
12秒前
12秒前
幸福妙柏完成签到 ,获得积分10
13秒前
汕头凯奇完成签到,获得积分10
14秒前
aoba完成签到 ,获得积分10
15秒前
潇洒的平松完成签到,获得积分10
16秒前
qwer完成签到,获得积分10
16秒前
fduqyy发布了新的文献求助10
16秒前
csu_zs完成签到,获得积分10
16秒前
16秒前
LILYpig完成签到 ,获得积分10
17秒前
文静醉易完成签到,获得积分10
17秒前
无聊的翠芙完成签到,获得积分10
18秒前
zhangxuhns完成签到,获得积分10
19秒前
大力哈密瓜完成签到,获得积分10
19秒前
无花果应助碧蓝碧凡采纳,获得10
20秒前
21秒前
22秒前
24秒前
蒋50完成签到,获得积分10
24秒前
不爱喝纯牛奶完成签到,获得积分10
25秒前
25秒前
图图发布了新的文献求助10
25秒前
joysa完成签到,获得积分10
25秒前
风味烤羊腿完成签到,获得积分0
26秒前
26秒前
SciGPT应助lJH采纳,获得10
28秒前
29秒前
sfliufighting完成签到,获得积分10
29秒前
高分求助中
【提示信息,请勿应助】关于scihub 10000
Les Mantodea de Guyane: Insecta, Polyneoptera [The Mantids of French Guiana] 3000
徐淮辽南地区新元古代叠层石及生物地层 3000
The Mother of All Tableaux: Order, Equivalence, and Geometry in the Large-scale Structure of Optimality Theory 3000
Global Eyelash Assessment scale (GEA) 1000
Picture Books with Same-sex Parented Families: Unintentional Censorship 550
Research on Disturbance Rejection Control Algorithm for Aerial Operation Robots 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 冶金 细胞生物学 免疫学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 4038388
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3576106
关于积分的说明 11374447
捐赠科研通 3305798
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1819322
邀请新用户注册赠送积分活动 892672
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 815029