[发明专利]一种用于快速检测低浓度氢气的氢气传感器

权利要求书

1.一种用于快速检测低浓度氢气的氢气传感器，包括壳体(1)，在所述壳体(1)内安装有气体检测单元(2)，所述气体检测单元(2)包括电解质层(21)以及与所述电解质层(21)结合成一体的工作电极(22)、对电极(23)和参比电极(24)，其特征在于，所述壳体(1)内朝向所述工作电极(22)的一侧安装有气体扩散膜(3)，所述气体扩散膜(3)与所述工作电极(22)之间通过密封件(4)密封形成用于氢气在所述工作电极(22)上发生反应的工作电极反应气室(5)，所述气体扩散膜(3)为无孔结构的气体扩散膜，所述电解质层(21)为固态电解质层或半固态电解质层。

2.根据权利要求1所述的氢气传感器，其特征在于，所述工作电极(22)与所述气体扩散膜(3)相对的两侧之间的距离为0.01mm-100mm。

3.根据权利要求1所述的氢气传感器，其特征在于，所述气体扩散膜(3)的厚度为0.001mm-0.1mm。

4.根据权利要求1所述的氢气传感器，其特征在于，所述气体扩散膜(3)是由聚四氟乙烯、聚过氟乙烯、聚四氟乙烯-六氟丙烯共聚物、聚四氟乙烯-全氟丙乙烯醚共聚物、聚乙烯-四氟乙烯共聚物、聚酰亚胺、硅橡胶、氟化硅橡胶中的任意一种或几种形成的混合物制成的气体扩散膜。

5.根据权利要求1所述的氢气传感器，其特征在于，所述壳体(1)包括具有开口的主体(11)和盖设在所述主体(11)的开口处的盖体(12)，所述盖体(12)的侧壁上设置有密封圈(13)，所述壳体(1)的开口处的内壁形成有与所述密封圈(13)相匹配的凹口(14)。

6.根据权利要求1所述的氢气传感器，其特征在于，所述工作电极(22)位于所述电解质层(21)的一侧，所述对电极(23)和参比电极(24)位于所述电解质层(21)的另一侧且所述对电极(23)和参比电极(24)在所述电解质层(21)的另一侧并列设置。

7.根据权利要求6所述的氢气传感器，其特征在于，所述对电极(23)的下方形成有用于储氧的储氧空间(6)，所述储氧空间(6)的体积为0.1-100ml。

8.根据权利要求1所述的氢气传感器，其特征在于，所述壳体(1)内的初始湿度为50％RH-90％RH。

9.根据权利要求1所述的氢气传感器，其特征在于，所述电解质层(21)为固态电解质层，所述固态电解质层为酚醛树脂磺酸型膜、聚苯乙烯磺酸型膜、聚三氯苯乙烯磺酸型膜或全氟磺酸型膜制备的固态电解质层。

10.根据权利要求1所述的氢气传感器，其特征在于，所述电解质层(21)为半固态电解质层，所述半固态电解质层包括多孔基材，在所述多孔基材的微孔内填充有用于传质的半流动性的毛细胶体；所述毛细胶体包括纳米多孔颗粒和吸附在所述纳米多孔颗粒上的酸性电解液，所述纳米多孔颗粒与所述酸性电解液的体积比为0.1-1.2。