氢气作为一种替代化石燃料的能源，具有清洁和可再生循环的优势，但是需要一系列阻燃技术进行支持，特别是对氢气泄漏、氢气浓度进行监测的系统。有鉴于此，为了实现这个目标，美国佐治亚大学Hoang Mai Luong、Tho Duc Nguyen，萨凡纳河国家实验室(SRNL) George Keefe Larsen等报道了发展一种轻便的光学氢气传感器，这种光学氢气传感器主要结构为由Pd纳米图案化组成的超表面（metasurface）阵列，这种结构能够满足氢气燃料安全检测，同时有效的降低了可能的点燃氢气风险。

本文要点：

（1）

这种光学传感器结构能够通过纳米工程进行很好的构建，具有优良的氢气响应能力（对1 mbar H₂响应时间<3 s），准确度较高（误差<5 %）。当对Pd纳米结构掺杂20 % Ag，Au，Co金属，Pd合金催化剂传感器的性能显著提高，其中Pd₈₀Co₂₀器件对1 mbar H₂的响应时间仅仅~0.85 s，准确度较高（误差<2.5 %），最低检测限达到2.5 ppm。

（2）

器件体现了较好的抗老化、抗温度变化、抗干扰气体的优良稳定性。优良的器件性能展示了处于性能最高的光学氢气传感器行列。

参考文献

Luong, H.M., Pham, M.T., Guin, T. et al., Sub-second and ppm-level optical sensing of hydrogen using templated control of nano-hydride geometry and composition, Nat Commun 12, 2414 (2021). 

DOI: 10.1038/s41467-021-22697-w

https://www.nature.com/articles/s41467-021-22697-w