东芝推出MEMS氢气传感器以推动氢能源社会的发展

东芝最近开发出了一种MEMS氢气传感器，其功耗只有传统传感器的1%，而且不会损失检测速度。它基于东芝开发的微机电系统(MEMS)结构，采用钯基金属玻璃来实现快速检测和低功耗。克服传统传感器功耗与灵敏度只能取其一的特点。这种传感器可以在半导体生产线上进行制造，从而实现低成本的大规模生产。该技术的细节将于6月20日在台湾举行的2017年国际会议上公布。

开发背景

在应对气候变化的措施中，氢能源技术的发展正越来越受到重视，实现低碳氢能源社会将会是未来几十年里国际社会的共同追求。然而，氢气是一种非常易燃易爆的气体，因此，检测氢气泄漏是氢能源发展过程中一项必不可少的环节。采用电池驱动的氢气传感器，必须具备：1、快速响应任何泄漏；2、持续稳定的工作很长时间；3、极小的电量消耗。然而，传统的氢气传感器，例如半导体氢气传感器和催化燃烧式氢气传感器需要对器件进行加热，使其电力消耗的相对较高，功耗范围在几十毫瓦到几瓦之间。即便是最先进的FET型氢气传感器，也必须间歇性加热以加快检测速度，达到功耗与灵敏度的折衷平衡。

技术特性

通过将其在半导体技术方面的know-how应用于氢气传感器，东芝开发出了一种原始的MEMS结构，采用钯基金属玻璃实现了快速检测和低功耗。传感器可以在100uw的功耗水平上检测到氢，小于传统设备的1%，因为它不需要持续的加热，并且采用电容式的MEMS结构。

钯是一种著名的氢储存材料，但钯与氢结合需要较长的时间，一般采用加热来加快吸收。采用钯基金属玻璃(注5)合金代替钯，可以降低氢键能，使探测时间达到几秒，类似于常规快速探测氢传感器的时间。此传感器可以在半导体生产线上进行制造，一个晶圆能制造出数千上万只传感器，因此成本低的生产是可能的。

转载自http://www.memsview.com/m/2538/