氫能已經被稱為是未來的能源。但因氫氣無色、無味、濃度高時又容易發生爆炸，這些特點就給發展氫能汽車、加氫站等許多氫能經濟項目帶來諸多安全問題。 近日，十幾名來自美國佛羅里達大學的研究人員解決了這一難題，他們發明了一種小巧、便宜的傳感器裝置，不但能檢測氫氣泄漏還能通過無線通訊發出警報。據介紹，這種裝置被稱作傳感器節點，因為要由幾十個甚至上百個這樣的傳感器前后相連才能工作。傳感器能通過內部微小的震動獲得能量，因此未來的發展是不用保養電池便能持續工作，可以用于汽車、冰箱、抽水泵、發動機等任何有輕微震動的機器。據該項目負責人、電子與計算機工程副教授林金山介紹，盡管需要很多很多氫傳感器才能檢測到有無泄漏的問題，但是傳感器不用每隔幾個月就更換電池，可以完全獨立運行。 林教授和他的同事在過去兩年開發的傳感器作為美國宇航局資助佛羅里達大學“氫能研究計劃”的一部分，該計劃涵蓋幾個研究項目。美國宇航局用液態氫做為航天飛機的燃料，之所以為林教授負責的傳感器項目投資100多萬美元，就是希望能夠提高宇航局所有氫能系統的安全性和可靠性。這種硬紙牌大小的傳感器在佛羅里達大學實驗室的檢測非常成功。研究人員表示，下一步工作主要是縮小傳感器的體積，在宇航局的實驗室和實際場地進行檢驗。傳感器長期的潛在應用將隨氫能成為一種主要能源而發展，甚至可以用于家庭轎車。 氫能是未來無污染電力裝置??燃料電池的主要能量來源，布什總統將氫能定位于化石燃料的主導替代能源。布什總統在2003年批準了總額12億美元的“氫燃料研究計劃”，旨在使氫能技術獲得商業可行性。然而這也面臨著巨大的挑戰，包括發現提高能源效率的途徑和從水中提取氫等問題。如果這些難題得以解決，燃料電池驅動的汽車上路行駛將不再遙遠。但為了實現這一目標，國家還需要興建加氫站、分布傳輸泵和管線，以及許多氫能基礎設施，來替代汽油時代的基礎設施。到那時，佛羅里達大學的林教授開發的傳感器結點就可以發揮作用了。該項目的參與人、材料科學與工程教授史蒂夫•皮爾頓表示，在所有的地方都需要傳感器，如果有泄漏，人們就能發現泄漏的地點和擴散的速度，人們就能關掉閥門以避免更大的事故。 佛羅里達大學的材料學、電子學和化學工程的研究人員都參與了傳感器結點的研究。材料和化學的研究人員給氧化鋅的納米棒（皮爾頓教授戲稱為“胡須”）通以極度微弱的電流。納米棒周圍的氫氣越多，它的傳導性越好，這樣就提供了一個測量空氣中氫氣含量的方法。 電機工程的研究人員設計出了如何將傳導信號放大使其容易被微型控制器讀取的方法。同時，他們還發明了一種微型無線傳送器可以向中心控制基站傳送信息。在接下來進一步的研究中，電機工程師還發現了給該裝置供能的方式，可以通過傳統的太陽能電池或者能夠由多種機械和電子設備振蕩提供的“壓電振蕩能量捕獲系統”來獲取。通過機械振動器的振蕩附著和加壓，對節點進行實驗室檢測，結果顯示這種節點可以用于檢測十萬分之一的氫濃度單位并且能夠成功地在大約20米或者65英尺的距離內傳遞信息。十萬分之一的氫濃度單位是屬于低于可爆炸氫濃度的安全范圍。 近年來，在學術期刊中可見到一些有關使用傳感器節點不同技術方法的文章，但是有關整個傳感器的文章在上個月美國奧蘭多舉行的會議上才第一次出現。參與這一項目研究的人員有電機工程、化學工程、材料科學工程等領域的專家教授以及許多研究生。