由于其零碳、安全儲存和高能量密度，液氨在航運業(yè)是一種很有前途的船用燃料。然而，氨是一種常見的有毒氣體，會刺激黏膜和呼吸系統(tǒng)。因此，有必要開發(fā)一種實時準確的長距離海上航行氨監(jiān)測方法。

近日，大連化學物理研究所馮亮教授課題組與大連海事大學徐敏義教授課題組合作，研制出全無線用于氨能船舶的自供電氨泄漏監(jiān)測系統(tǒng)。

該系統(tǒng)包括基于蜂窩摩擦納米發(fā)電機(TENG)的發(fā)電系統(tǒng)、基于碳納米管摻雜的聚吡咯(CNTs-PPy)的氨檢測系統(tǒng)和信號采集傳輸系統(tǒng)(藍牙)。

這項研究于4月11日發(fā)表在NanoEnergy上。

研究人員通過碳納米管和導(dǎo)電聚合物之間的協(xié)同作用提高了電子傳導(dǎo)效率，從而增強了室溫下的傳感性能。該傳感器具有檢測限低、響應(yīng)時間短(約90s)、選擇性高、穩(wěn)定性好、成本低等優(yōu)點。

此外，研究人員通過藍牙實現(xiàn)了從檢測模塊到計算機終端的無線傳輸。

該系統(tǒng)結(jié)合大連海事大學提供的蜂窩結(jié)構(gòu)TENG，將船舶發(fā)動機振動產(chǎn)生的機械能采集并轉(zhuǎn)換為電能，實現(xiàn)整個傳感系統(tǒng)的自供電。

研究人員在探險船上測試了該系統(tǒng)。整個傳感系統(tǒng)在高溫高濕的船舶低層艙室中順利運行，證實了其在實際應(yīng)用中的潛力。

“自供電無線檢測系統(tǒng)可以實現(xiàn)遠洋航行過程中氨泄漏的長期免維護監(jiān)測，”馮教授說。“有望在氨能的進一步應(yīng)用和推廣中發(fā)揮重要作用。”