Skip to main content
SUPERVISOR
Mehdi Ranjbar,Hossien Ahmadvand
مهدی رنجبر (استاد راهنما) حسین احمدوند (استاد مشاور)
 
STUDENT
Zahra Shahzamani Varnousfaderani
زهرا شاهزمانی ورنوسفادرانی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده فیزیک
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1394
Hydrogen is a clean fuel that has diverse applications in the industry, such as applications in energy storage, cooling, fuel cell and car manufacturing. But hydrogen gas is extremely dangerous due to its special properties such as odorless, colorless, non-tasting and highly flammable. Hydrogen is also highly reactive and, by reacting with some gases in the medium such as fluorine and chlorine, is capable of producing harmful acids. Therefore, in order to consider safety points, it is very necessary to detect the presence and concentration of this gas in space. In this regard, in this research, a flexible hydrogen gas sensor was constructed using sputtering of palladium particles on filter paper (filtration membrane) to detect hydrogen gas at room temperature. The manufacturing process is simple and inexpensive, and the sensor can be produced in large dimensions. It should be noted that the use of porous membrane with micrometric fibers and palladium layers in thicknesses above 10 nm in the manufacture of gas sensors for the first time has been investigated. Experimental results indicate that the sensor has sensitivity, reversibility, stability and extraordinary reproducibility, and can be used well at room temperature. The effect of changing the thickness of the palladium layer (which is controlled by the change in sputtering time) as well as the change in the concentration of hydrogen gas in sensor properties was investigated. The effect of bending of the sample on its resistance to hydrogen presence and its absence was also considered. In the end, it was found that increasing the thickness to about 43 nm improves the sensing properties of hydrogen gas compared to lower-thickness specimens. X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM) and thermal analysis (TGA / DTA) were performed to analyze and characterize the samples. Hydrogen gas sensor tests were also performed using iviumstatic device.
هیدروژن یک سوخت تمیز است که کاربردهای متنوعی در صنعت و آزمایشگاه همچون کاربرد در عملیات‌های ذخیره‌ی انرژی، خنک‌سازی،ساخت پیل سوختی و تولید اتومبیل دارد. ولی گاز هیدروژن به دلیل داشتن خصوصیات ویژه همچون بی بو، بی رنگ، فاقد مزه بودن و به شدت قابل اشتعال بودن، به شدت خطرناک است. همچنین هیدروژن به شدت واکنش‌پذیر است و با واکنش با برخی گازهای موجود در محیط مثل فلوئور و کلر، توانایی ساخت اسیدهای خطرناکی را دارد. بنابراین به منظور در نظر گرفتن نکات ایمنی، تشخیص حضور و میزان غلظت‌های موجود این گاز در فضا بسیار ضروری است. در همین راستا، در این پژوهش حسگر گاز هیدروژن قابل انعطاف با استفاده از لایه‌نشانی کندوپاش (اسپاترینگ) ذرات پالادیم بر روی کاغذ صافی (غشای فیلتراسیون) برای تشخیص گاز هیدروژن در دمای اتاق ساخته شد. فرایند ساخت، ساده و ارزان است و حسگر را می‌توان در ابعاد بزرگی تولید نمود. باید خاطر نشان کرد که استفاده از غشای متخلخل با الیاف میکرومتری و لایه‌نشانی پالادیم در ضخامت‌های بالای 10 نانومتر در ساخت حسگر گاز برای اولین بار مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج تجربی حاکی از آن است که حسگر حساسیت‌پذیری، بازگشت‌پذیری، پایداری و قابلیت تولید دوباره فوق العاده‌ای را داراست و نیز به خوبی در دمای اتاق قابل استفاده است. اثر تغییر ضخامت لایه‌ی پالادیم (که با تغییر در زمان کندوپاش کنترل می‌شود) و همچنین تغییر غلظت گاز هیدروژن در خواص حسگری بررسی گردید. همچنین تاثیر خمش نمونه در میزان مقاومت آن در حضور هیدروژن و عدم حضور آن مورد توجه قرار گرفت. در پایان مشخص شد که افزایش ضخامت تا حدود 43 نانومتر باعث بهبود خواص حسگری گاز هیدروژن نسبت به نمونه‌های با ضخامت پایین‌تر می‌شود. به منظور تحلیل و مشخصه‌یابی نمونه‌های ساخته شده، تحلیل‌های آزمون پراش پرتو ایکس (XRD)، تصویربرداری میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM)، تحلیل‌های گرمایی (TGA/DTA) انجام گرفت. همچنین با استفاده از دستگاه پتانسیواستات کلیه داده‌های مربوط به آزمون‌های حسگر گاز هیدروژن انجام گرفت.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی