我院光谱与量子气体检测研究所近日联合总校信息科学与工程学院、资源与土木工程学院的研究人员，成功研发出一种具有超高灵敏度和长期稳定性的新型氢气传感器。相关成果以“Hydrogen sensor with ppb-level limit of detection using ZnSnO₃ nanorods modified rGO-SnO₂ heterostructures（基于ZnSnO₃纳米棒修饰rGO-SnO₂异质结构的ppb级检测限氢气传感器）”为题发表在国际能源领域权威期刊《International Journal of Hydrogen Energy》（JCR Q1、IF：8.3）上。我院教师李国栋为论文的第一作者，东北大学为第一完成单位。

氢能因其零碳排放特性，被认为是未来能源体系的重要组成部分。然而，由于氢气具有极低的点火能和宽广的可燃范围，一旦泄漏便可能带来严重的安全隐患。因此，如何在极低浓度下及时、准确地监测氢气，是氢能产业普及过程中亟待突破的关键技术。为解决这一难题，光谱与量子气体检测研究所通过一步共沉淀法构建了由ZnSnO₃纳米棒、SnO₂纳米颗粒和还原氧化石墨烯（rGO）组成的三元复合结构，通过材料界面工程显著提升了传感器的灵敏度与响应速度。

研究显示，这种新型传感器对氢气的检测限低至25.39 ppb，灵敏度达到目前MOS氢气传感器的国际领先水平。同时，该传感器的响应和恢复时间仅为1至2秒，表现出快速、稳定的信号响应特性；在连续运行超过65天后，其性能仍保持高度稳定。此外，该材料在多种常见干扰气体环境中均表现出良好的选择性，使其能够在复杂环境下保持检测准确性。研究团队指出，这一性能的提升得益于三元复合材料中大量形成的异质结界面，它们有效增强了表面反应活性，并通过rGO提供的高速电子传输通道进一步提高了整体响应效率。

该研究成果的应用前景广阔，可用于加氢站、储运管线、燃料电池车辆、工业制氢和储氢装备等多个氢能相关场景，同时也适用于实验室和智能终端的气体监测装置。作为一种制备工艺成熟、成本可控的传感材料，它为氢能产业的安全运行提供了重要的技术支撑，为构建更加安全可靠的氢能利用体系迈出关键一步。

论文链接：https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2025.151483

（编辑：周宣任 审核：陈茂庆）