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
SYBH完成签到,获得积分10
刚刚
完美世界应助123采纳,获得10
刚刚
小杭76应助JHJ采纳,获得10
刚刚
花開发布了新的文献求助10
刚刚
嘿嘿哈发布了新的文献求助10
刚刚
量子星尘发布了新的文献求助10
1秒前
Y神完成签到 ,获得积分10
1秒前
LGJ完成签到,获得积分10
1秒前
桐桐应助林新宇采纳,获得10
2秒前
hgf发布了新的文献求助10
2秒前
3秒前
3秒前
汉堡包应助一一采纳,获得10
4秒前
5秒前
5秒前
Gun完成签到,获得积分10
5秒前
lulu完成签到,获得积分10
5秒前
hhhhhy完成签到 ,获得积分10
6秒前
xxxx发布了新的文献求助10
6秒前
6秒前
shunli顺利完成签到,获得积分10
6秒前
7秒前
土土b发布了新的文献求助10
7秒前
dwl完成签到 ,获得积分0
7秒前
ling完成签到,获得积分10
7秒前
科研小白完成签到,获得积分10
7秒前
庙庙发布了新的文献求助10
8秒前
追寻的怜容完成签到,获得积分10
8秒前
8秒前
活力菠萝发布了新的文献求助10
8秒前
檀木居然完成签到 ,获得积分10
9秒前
阿达完成签到,获得积分20
9秒前
zsming发布了新的文献求助10
10秒前
10秒前
10秒前
小青椒应助jessie采纳,获得30
10秒前
Gotye0829完成签到,获得积分10
11秒前
隐形曼青应助nlb采纳,获得10
11秒前
11秒前
Halsey完成签到,获得积分10
11秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Introduction to Early Childhood Education 1000
List of 1,091 Public Pension Profiles by Region 921
Aerospace Standards Index - 2025 800
Identifying dimensions of interest to support learning in disengaged students: the MINE project 800
流动的新传统主义与新生代农民工的劳动力再生产模式变迁 500
Historical Dictionary of British Intelligence (2014 / 2nd EDITION!) 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 纳米技术 计算机科学 内科学 化学工程 复合材料 物理化学 基因 遗传学 催化作用 冶金 量子力学 光电子学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5434739
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4547066
关于积分的说明 14205914
捐赠科研通 4467159
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2448413
邀请新用户注册赠送积分活动 1439364
关于科研通互助平台的介绍 1416076