日本特殊陶業(yè)開發(fā)出了不使用催化劑，即可檢測(cè)出燃料電池車（FCV）的氫燃料罐和燃料電池（FC）單元是否發(fā)生氫氣泄漏的傳感器。其特點(diǎn)是利用氫氣的高導(dǎo)熱率，能夠高精度進(jìn)行檢測(cè)。而且耐久性優(yōu)良。

　　為確保安全，F(xiàn)CV必須義務(wù)配備檢測(cè)氫氣泄漏的傳感器。具有代表性的是“催化劑燃燒方式”的傳感器，它利用了氫氣接觸到傳感器內(nèi)的氧化催化劑之后，與空氣中的氧氣發(fā)生反應(yīng)（催化劑燃燒）并且發(fā)熱的原理。通過(guò)燃燒引發(fā)的升溫，檢測(cè)氫氣泄漏。豐田的“MIRAI”就配備了這種傳感器。

　　利用MEMS元件提高耐久性

　　而日本特殊陶業(yè)的氫傳感器，利用的是氫氣的高導(dǎo)熱率來(lái)進(jìn)行檢測(cè)的“熱傳導(dǎo)方式”。使用了“MEMS（MicroElectro Mechanical Systems）元件”。在Si（硅）基板上集成了微加熱器和溫度傳感器。

　　圖1

　　檢測(cè)氫氣泄漏首先要將MEMS元件的溫度設(shè)定在幾百℃。在這個(gè)狀態(tài)下，氫氣一旦接觸元件，高導(dǎo)熱率的氫氣將奪走元件的熱量，元件的溫度降低。元件的溫度降低后，使用微加熱器進(jìn)行加熱，恢復(fù)到設(shè)定的溫度。根據(jù)溫度消耗的電流量，就可檢測(cè)出氫氣的泄漏量。

　　該傳感器工作的溫度范圍為-30℃～100℃，能高精度檢測(cè)出空氣中的氫氣。從空氣中的氫氣濃度為0％和1.0％時(shí)的啟動(dòng)特性來(lái)看，從通入空氣開始計(jì)算，1秒內(nèi)即可完成氫氣檢測(cè)（圖2）。

　　圖2

　　另外，從氫氣濃度在0～4.0％之間浮動(dòng)時(shí)傳感器的輸出特性來(lái)看，可以得到與氫氣濃度成正比的線性輸出。該公司的工作人員表示，“啟動(dòng)特性和輸出特性都優(yōu)于以往的傳感器。因?yàn)椴皇褂么呋瘎�，所以還具有良好的耐久性”。目前傳感器的成本還比較高，該公司將爭(zhēng)取在投入量產(chǎn)的時(shí)候，使成本降低到與以往產(chǎn)品相同的水準(zhǔn)。

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