蘇州納格光電研發(fā)的氫燃料電池電動汽車用氫氣傳感器通過車規(guī)測試

據(jù)麥姆斯咨詢報道，近日，蘇州納格光電科技有限公司（以下簡稱“納格公司”）研發(fā)的氫燃料電池電動汽車用氫氣傳感器通過國內(nèi)某知名汽車企業(yè)的嚴(yán)格車規(guī)測試，為下一步全面實用化進(jìn)入整車奠定基礎(chǔ)。

氫能源是終極的清潔能源，是中國新能源未來發(fā)展的重點領(lǐng)域。近年來國家開始部署氫能發(fā)展與利用，國內(nèi)主要車企均已開展氫燃料電池電動汽車的研發(fā)。但氫氣是一種非?；顫姷囊兹家妆瑲怏w，氫能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展離不開氫氣的檢測，從制氫站、儲氫站、運輸車、加氫站都需要氫氣的檢測。以氫燃料電池汽車為例，一般需要配置3~5個氫氣檢測模塊。因此，隨著氫能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，氫氣傳感器必將迎來大規(guī)模發(fā)展和普及。但是，目前車規(guī)級的氫氣檢測模塊尚無國產(chǎn)化。

納格公司從2017年底受國內(nèi)某汽車企業(yè)委托，開始研發(fā)具有自主知識產(chǎn)權(quán)的國產(chǎn)氫氣傳感器。經(jīng)過兩年多的努力，公司研發(fā)團(tuán)隊創(chuàng)造性地結(jié)合了納米材料批量印刷技術(shù)與MEMS工藝，研制出新型國產(chǎn)氫氣傳感器。最近，批量制備的氫氣傳感器通過了嚴(yán)苛的車規(guī)標(biāo)準(zhǔn)測試。在性能測試方面包括精度、線性度、響應(yīng)恢復(fù)時間、高溫響應(yīng)、低溫響應(yīng)、濕度、醉氫、中毒、選擇性測試、15000次沖擊測試等；在環(huán)境測試方面包括濕熱、結(jié)露、溫度梯度、溫度交變、高溫48小時、低溫48小時、防水防塵、跌落、加速度沖擊、震動、化學(xué)試劑耐抗性等。未來公司將完善制備工藝，開始為國內(nèi)車企開發(fā)的氫燃料電池電動汽車批量供貨，全面取代進(jìn)口車載氫氣傳感器。

目前MEMS氣體傳感器基本上都是采用標(biāo)準(zhǔn)的半導(dǎo)體工藝制備而成，MEMS氣體傳感器工作時，核心區(qū)域的溫度在200℃~500℃之間，長時間高溫工作對傳感器核心材料的熱穩(wěn)定性提出了很高的要求；而催化燃燒氣體傳感器在工作的情況下遇到高濃度可燃?xì)怏w時，傳感器表面溫度可瞬間達(dá)到600℃以上，所以對于MEMS氣體傳感器而言，耐高溫沖擊性也是一大考驗。納格公司研發(fā)團(tuán)隊創(chuàng)造性地結(jié)合了納米材料批量印刷技術(shù)與MEMS工藝，傳感器核心部分采用非真空制備工藝，所制備的氫氣傳感器能夠抵抗高濃度氫氣帶來的高溫沖擊，并且使得傳感器制備成本大大降低。目前公司的氫氣傳感器采用車規(guī)標(biāo)準(zhǔn)制備，并通過車規(guī)測試，可以批量出貨。

此外，納格公司采用此技術(shù)和工藝又研制出MEMS可燃?xì)怏w傳感器，同樣具有很好的熱穩(wěn)健性。

圖1：6英寸傳感器陣列

圖2：氫氣傳感器

圖3：三個氫氣模組測試不同氫氣濃度的響應(yīng)值，氫氣濃度分別為：0%、0.1%、0.2%、0.5%、1%、1.5%、2%、2.5%、3%、3.5%、4%、3.5%、3%、2.5%、2%、1.5%、1%、0.5%、0.2%、0.1%、0%

圖4：氫氣傳感器溫度特性曲線

表1：納格公司的氫氣傳感器與其它傳感器對比數(shù)據(jù)

蘇州納格光電科技有限公司簡介

蘇州納格光電成立于2011年1月，由崔錚博士創(chuàng)建，崔錚博士于1988年東南大學(xué)博士畢業(yè)，先后在英國劍橋大學(xué)微電子中心、英國盧瑟福國家實驗室微結(jié)構(gòu)中心工作20年，在國外工作期間，崔錚博士親身參與25項微納米加工技術(shù)有關(guān)的科研項目，發(fā)表學(xué)術(shù)論文190余篇，是微納米加工領(lǐng)域國際知名的專家之一，并撰寫出版了4本微納米加工技術(shù)方面的中英文專著，其中《微納米加工技術(shù)及其應(yīng)用》第四版將由2020年高等教育出版社出版。崔錚博士于2009年全職回國，加入中科院蘇州納米所，創(chuàng)建了國內(nèi)第一個印刷電子中心，納格公司作為印刷電子技術(shù)中心科研成果的產(chǎn)業(yè)化轉(zhuǎn)移基地，致力于將先進(jìn)微納米加工技術(shù)與印刷電子技術(shù)相融合，開發(fā)新型電子與傳感器件。公司自成立以來，先后開發(fā)出新型柔性透明導(dǎo)電膜技術(shù)并成功轉(zhuǎn)移給南昌歐菲光進(jìn)行量產(chǎn)，隨后公司又開發(fā)出基于納米材料印刷技術(shù)的新型氣體傳感器，目前公司的主要產(chǎn)品有氫氣傳感器、可燃?xì)怏w傳感器、氧氣分析儀等，后期會陸續(xù)推出便攜式氫氣探測儀、氫氣分析儀等產(chǎn)品。