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양극산화알루미늄 템플렛에서 팔라듐을 표면전극으로 갖는 정열된 탄소나노튜브에 근거한 수소센서

전문가 제언: ○ 강한 탄소나노튜브(CNT) 기반 수소센서가 양극산화알루미늄에서 성장한 정열된 CNT로부터 제작되었다. 팔라듐 수정이 없는 금 전극 CNT센서는 수소가스에 반응하지 않았다. 반면 팔라듐전극CNT센서는 상온에서 중간농도(0.1%～1.5%수소)수소가스를 감지할 수 있다.

○ 양극산화알루미늄 템플릿에서 정열된 CNTs는 나노다공성 Pd 필름센서를 위한 좋은 지지체이며, 그 지지된 Pd 센서는 희박하고 중간 농도인100ppm으로부터 1.5%까지의 수소농도범위에서 수소가스에 민감한 센서다.

○ 팔라듐은 선택적으로 수소가스를 흡수해서 팔라듐수소화물이라는 화학종을 형성하기 때문에 수소감지를 위한 이상적인 재료이다. 후막수소센서설계는 팔라듐금속수소화물의 전기저항이 금속의 전기저항보다 큰 것에 의존한다. 이와 같은 시스템에서는 수소의 흡수는 전기저항의 측정 가능한 증가를 동반한다.

○ 그러나 팔라듐 박막센서는 박막내의 나노규모 구조에 의존한 반대의 성질에 근거한다. 박막에서는 수소화물이 형성될 때 나노크기의 팔라듐 입자들이 팽창하고, 팽창과정에서 그 중 일부는 그들 주위와 새로운 전기적 연결을 형성한다. 전도통로의 증가된 수로 인해서 전체 순 저항은 감소된다.

○ 빗물을 항공기와 승용차 창으로부터 발산하기 위하여 사용되는 것과 같은 종류의 화학적 코팅이 수소센서의 민감도와 반응시간을 극적으로 향상시킨다. 수소센서기술은 현재 연구되고 있는 수소경제에서 안전 및 다른 실제적 관점에서 중요한 요소이다. 수소센서는 가스가 폭발적 위험이 되기 훨씬 전에 수소동력을 장치한 차량과 급유소에서 누설을 탐지한다.

저자: Dongyan Ding, Zhi Chen, Suresh Rajaputra, Vijay Singh
자료유형: 학술정보