一种热电氢气传感元件及其制备和基于热电效应的氢气泄漏警报装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种热电氢气传感元件及其制备和基于热电效应的氢气泄漏警报装置，该热电氢气传感元件包括依次设置的基底层、Bi2S3热电薄膜层和Pt催化层；Bi2S3热电薄膜层的上方部分设置有Pt催化层，未设置有Pt催化层的Bi2S3热电薄膜层上设置有阳极电极，Pt催化层上设置有阴极电极。该热电氢气传感元件所制备的氢气泄漏警报装置在接触到泄漏氢气时，热电氢气传感元件会发送一个电压信号至信号模拟量，电压信号经信号模拟量处理放大后的输出信号达到警戒值时，声光蜂鸣器红灯闪烁并发出警报。该氢气泄漏警报装置对氢气具有响应和恢复时间快、灵敏度高、选择性好、功耗低等优点，可广泛应用于氢气运输和储存安全监测及氢气探测。测。测。

【技术实现步骤摘要】
一种热电氢气传感元件及其制备和基于热电效应的氢气泄漏警报装置


[0001]本专利技术涉及一种氢气警报设备
，具体涉及一种氢气泄漏警报装置，尤其涉及一种热电氢气传感元件及其制备和基于热电效应的氢气泄漏警报装置。

技术介绍

[0002]氢能源技术很可能成为经济增长的主要来源，作为一种减少全球化石燃料使用的手段。然而，在其运输，储存和使用过程中，因为它是一种易燃易爆性的气体。因此，开发具有快速、准确的氢气传感器已成为安全使用氢气的必要条件。
[0003]热电材料具有独特的自供电特点，可以满足众多低功耗微小型传感器供能需求，到目前为止，大多数柔性薄膜和器件都是基于经典的碲基材料制作的，因为它们具有优异的热电转化率。然而，碲基材料仍然是大规模商业化的重大挑战，因为其在地球自然丰度较低、含有毒和昂贵的化学元素。因此，开发低成本、资源丰富、性能可接受的热电薄膜来替代碲基材料是迫切需要的。同时，碲基热电材料制造工艺复杂，通常需要借助到真空磁控溅射、等离子烧结、高温热压等系列工艺，不适合工业化生产。
[0004]专利技术人前期的研究成果专利本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种热电氢气传感元件，其特征在于，包括依次设置的基底层(5)、Bi2S3热电薄膜层(6)和Pt催化层(7)；所述Bi2S3热电薄膜层(6)的上方部分设置有Pt催化层(7)，未设置有Pt催化层(7)的Bi2S3热电薄膜层(6)上设置有阳极电极(8a)，Pt催化层(7)上设置有阴极电极(8b)。2.根据权利要求1所述的热电氢气传感元件,其特征在于，所述基底层(5)为钠钙玻璃层；所述阳极电极(8a)和阴极电极(8b)均为银材料制备的电极。3.根据权利要求1所述的热电氢气传感元件,其特征在于，所述Bi2S3热电薄膜层(6)通过旋涂退火的方法将Bi2S3前驱体均匀旋涂在基底层(5)表面得到，所述Pt催化层(7)通过将Pt等离子溅射在Bi2S3热电薄膜层(6)表面得到。4.根据权利要求1所述的热电氢气传感元件,其特征在于，所述热电氢气传感元件在工作时，当待测气氛中的氢气浓度φ以体积分数计为1％
‑
5％时，热电氢气传感元件的响应时间≤3s，恢复时间≤9s；当待测气氛中的氢气浓度φ以体积分数计为500ppm
‑
1％时，热电氢气传感元件的响应时间≤4s，恢复时间≤24s。5.一种根据权利要求1
‑
4任一项所述的热电氢气传感元件的制备方法,其特征在于，包括以下步骤：A1、将硝酸铋溶液与乙基黄原酸钾反应得到Bi2S3前驱体粉末；A2、取Bi2S3前驱体粉末溶解于有机溶剂，所得Bi2S3前驱体溶液均匀旋涂在基底(5)表面，然后在高温下加热，即得Bi2S3热电薄膜层(6)；A3、在Bi2S3热电薄膜层(6)的部分表面通过等离子溅射Pt，形成Pt催化层(7)。6.根据权利要求5所述的热电氢气传感元件的制备方法,其特征在于，步骤A1中，所述硝酸铋溶液的浓度为160mg/L，硝酸铋与乙基黄原酸钾的摩尔比为1:3；步骤A2中，所述Bi2S3前驱体溶液的浓度为0.2m...

【专利技术属性】
技术研发人员：高鹏，余熖，罗坚，谭轶童，
申请(专利权)人：上海毅镤新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：