| 초록 |
수소 가스 (H2) 는 높은 에너지 효율과 탄소 부산물을 만들어 내지 않는 등 다양한 장점을 가지고 있어 대체 에너지원으로 많은 주목을 받고 있다. 하지만 점화 에너지가 낮고 (0.02 mJ) 가연성 범위가 넓어 (4 – 75%) 수소 가스를 운송수단에 이용하고 수소 에너지를 저장하고 다루는데 어려움이 있다. 따라서 수소 에너지를 사용하기 위해서는 수소 가스를 효율적으로 빠르게 감지하는 수단이 필요하다. 현재 팔라듐 (Pd) 과 플래티늄 (Pt) 을 그래핀, 탄소나노튜브와 같은 반도체 채널 위에 올려 사용하는 센서가 개발되었다. 또한 Pd mesowire 나 나노 갭을 사용하여 시각적 신호를 이용하는 센서도 사용되고 있다. 하지만 산업현장에서 사람에게 수소 가스 유출 경고를 할 수 있는 웨어러블 수소 가스 센서는 거의 없다. 여기서, 우리는 팔라듐 나노입자를 화학 반응을 통해 폴리우레탄 (PU) 기반 섬유에 삽입시켜 유연하고 신축성 있는 섬유 형태의 수소 가스 센서를 개발했다. 섬유 형태 센서는 4% H2 환경에서 -26.8%의 response를 보이며, 5 ppm H2 (0.0005%) 환경에서도 수소를 감지했다. 또한 개발한 센서는 70% 변형 상태와 기존 상태를 반복하는 상황에서도 여전히 수소를 잘 감지했다. 개발한 센서를 실제 산업현장에서 사용되는 안전복에 μ-ILED를 결합하여 수소 가스를 감지할 때 LED로 인해 시각적으로 수소 가스의 유무를 알려주는 의류로 사용할 수 있을 것으로 기대된다. |
