Watafiti walibadilisha elektrodi ya kuhisi ya V₂O₅–WO₃–TiO₂ (VWT) kwa dhahabu katika kihisi cha hidrojeni cha potensheli-mchanganyiko cha joto la juu kinachotumia elektroliti imara ya zirconia iliyostahimiliwa kwa yttria (YSZ). Muundo wa msingi wa VWT uliandaliwa kama %2 V₂O₅, %10 WO₃ na sehemu iliyobaki TiO₂, kisha 0, 5, 10 na 20 wt% Au zikaongezwa. Vihisi vilijaribiwa katika joto la kufanya kazi la 550 °C kwa H₂ katika masafa ya 2–80 ppm. Utendaji wa juu zaidi ulipatikana kwenye elektrodi ya kuhisi yenye 10 wt% Au.

Katika eneo la mkusanyiko wa chini, mteremko wa mwitikio–mkusanyiko wa elektrodi ya 10 wt% Au kwa 2–20 ppm H₂ ulihesabiwa kuwa −0,96 mV/ppm. Katika eneo la mkusanyiko wa juu la 20–80 ppm, uhusiano ukawa wa kilogarithimu na unyeti wa elektrodi hiyo hiyo ukafikia −102,98 mV/decade. Kwa 80 ppm H₂, mwitikio wa takriban −80 mV uliripotiwa, huku nyakati za mwitikio/urejeshaji kwa kihisi cha 10 wt% Au zikiwa sekunde 18/22 kwa 80 ppm na sekunde 35/36 kwa 2 ppm.

Kihisi cha 10 wt% Au pia kilionyesha mwitikio mdogo kwa gesi za majaribio zisizo H₂. Chanzo kilitoa vigawo vya uteuzi wa H₂ dhidi ya CO, CO₂, NO, CH₄, EtOH na NO₂ kuwa mtawalia 20; 72,7; 50; 160; 16 na 26,7. Uingiliaji mkubwa zaidi ulionekana kwa ethanoli, lakini hata hivyo mgawo wa uteuzi wa H₂/EtOH uliripotiwa kuwa 16. Unyevu jamaa ulipoongezeka kutoka %0 hadi %80, mwitikio wa 80 ppm H₂ ulibadilika kutoka takriban −80 mV hadi −66 mV; chanzo kiliripoti unyeti wa unyevu wa 0,175 mV/%rh kwa mabadiliko haya.

Katika jaribio la muda mrefu, baada ya siku 60 za majaribio kihisi kilihifadhi zaidi ya %90 ya utendaji wake wa awali wa ugunduzi, na mabadiliko ya potensheli ya msingi yaliripotiwa kubaki ndani ya takriban ±1,5 mV. Majaribio ya EIS na upolarishaji pia yanaunga mkono kwamba kuongeza 10 wt% Au hupunguza impedansi kwenye kiolesura cha elektrodi na kuharakisha kinetiki ya mmenyuko wa kielektrokemia kwenye mpaka wa awamu tatu.

Kwa mtazamo wa Uturuki, utafiti huu unatoa mbinu ya kuendeleza kihisi-elektrodi inayoweza kuzingatiwa wakati wa kuchunguza teknolojia za kugundua uvujaji wa kiwango cha chini cha ppm zinazostahimili joto la juu katika mifumo ya nishati au seli za mafuta zinazotumia hidrojeni. Hata hivyo, masafa ya ugunduzi ya 2–80 ppm, unyeti wa −102,98 mV/decade na uthabiti wa siku 60 si utendaji wa moja kwa moja unaoweza kutarajiwa katika gari halisi, kituo cha kujazia, mfumo wa kuhifadhi au kituo cha viwandani cha hidrojeni nchini Uturuki. Kwa matumizi kama hayo, uthibitishaji upya unahitajika chini ya michanganyiko halisi ya gesi, mabadiliko ya joto, unyevu, mtetemo, ufungashaji wa kihisi na kuzeeka katika mazingira ya matumizi.

Tatizo kuu la utafiti ni nini?

Kwa kuwa hidrojeni haina rangi wala harufu, ni vigumu kuitambua moja kwa moja kwa hisi za binadamu. Katika utangulizi wa utafiti, kikomo cha chini cha mlipuko wa hidrojeni hewani kinatolewa kuwa takriban %4, na kwa sababu hiyo ugunduzi wa mapema wa uvujaji katika mikusanyiko ya chini unaonekana kuwa muhimu kwa usalama.

Lengo kuu la utafiti ni kuongeza unyeti na uteuzi wa kihisi cha kielektrokemia kinachoweza kufanya kazi katika joto la juu dhidi ya H₂. Katika vihisi vya potensheli-mchanganyiko, elektrodi ya kuhisi hushiriki moja kwa moja katika uadsorpsheni wa gesi, mmenyuko wa kichocheo, uhamishaji wa chaji na athari za kielektrokemia kwenye mpaka wa awamu tatu unaoundwa na YSZ. Kwa hiyo, watafiti walijaribu kuboresha utendaji wa kihisi kwa kubadilisha muundo wa kemikali wa nyenzo ya elektrodi.

Kwa nini V₂O₅–WO₃–TiO₂ ilitumika?

Katika utafiti, muundo wa V₂O₅–WO₃–TiO₂ unaitwa kwa kifupi VWT. Katika kompoziti iliyoandaliwa, kiwango cha V₂O₅ ni %2, cha WO₃ ni %10, na sehemu kuu iliyobaki ni TiO₂. Watafiti walitumia VWT kama nyenzo ya elektrodi ya kuhisi kutokana na sifa zake za uadsorpsheni na kichocheo.

Lengo la kuongeza Au kwenye muundo huu si tu kuongeza uwepo wa metali yenye thamani. Katika utaratibu unaopendekezwa na chanzo, Au huongeza upitishaji wa umeme wa ndani wa elektrodi, huharakisha uhamishaji wa chaji kwenye maeneo hai na hubadilisha shughuli ya kichocheo kuelekea uoksidishaji wa kielektrokemia wa H₂.

Unga wa VWT-Au ulitengenezwa vipi?

Nyenzo iliandaliwa kwa mbinu ya impregnation. Anatase TiO₂, ammonium tungstate na ammonium metavanadate zilitumika kama malighafi. Kwanza, suluhisho la 0,1 mol/L oxalic acid liliandaliwa, na kiasi cha stoikiometria cha NH₄VO₃ pamoja na ammonium tungstate kikayeyushwa katika suluhisho hili. Kisha TiO₂ na unga wa Au wenye ukubwa wa wastani wa chembe wa takriban 200 nm viliongezwa.

Mchanganyiko ulikorogwa kwa 80 °C kwa saa 8 ili kuondoa sehemu kubwa ya maji, mashapo yakakaushwa kwa 180–200 °C kwa saa 3, kisha yakakalcinishwa kwa 500 °C kwa saa 3. Kwa mchakato huu, nyenzo nne za VWT zenye 0, 5, 10 na 20 wt% Au ziliandaliwa.

Kihisi kinachotegemea YSZ kilitengenezwa vipi?

Pasta ya platinamu iliwekwa kwenye nyuso zote mbili za elektroliti ya YSZ kwa mbinu ya uchapishaji wa skrini na kwanza ikakaushwa kwa 150 °C kwa saa 2. Substrati baadaye zilikalcinishwa kwa 1400 °C kwa saa 2 ili kuunganisha elektrodi za Pt kwenye YSZ.

Nyenzo ya kuhisi ya VWT yenye viwango vinne tofauti vya Au iliwekwa kwenye upande mmoja wa YSZ kwa uchapishaji wa skrini, ikakaushwa tena kwa 150 °C kwa saa 2, kisha ikasinteriwa kwa 685 °C kwa dakika 20. Kwa miunganisho ya umeme, waya za Pt zenye kipenyo cha 0,2 mm ziliunganishwa kwenye elektrodi kwa kutumia pasta ya fedha, na mfumo ukakaushwa kwa 100 °C kwa saa 2.

Matokeo ya XRD yalionyesha nini?

Katika uchanganuzi wa XRD, awamu ya anatase ya TiO₂ na muundo wa monoclinic wa WO₃ zilitambuliwa. Kilele cha fuwele cha V₂O₅ hakikugunduliwa. Watafiti wanahusisha hili na vanadium kuwa katika hali iliyotawanyika sana/amofu kwenye uso wa TiO₂ au fuwele zake kuwa ndogo mno kutoa kilele dhahiri katika XRD.

Kadiri kiasi cha Au kilivyoongezeka, hasa katika nafasi za 2θ≈38,3° na 44,5°, vipengele vya diffraction vya Au ya ujazo vya (111) na (200), mtawalia, vilionekana wazi zaidi. Chanzo kinaeleza kuwa baada ya sintering ya 685 °C, hakukugunduliwa uundaji wa suluhisho jipya gumu kati ya Au na VWT.

Je, dhahabu huharibu mikrostruktura ya elektrodi?

Matokeo ya SEM yanaonyesha kuwa kuongeza Au hakukubadilisha kwa kiasi kikubwa mofolojia ya msingi yenye vinyweleo ya elektrodi ya VWT. Unene wa elektrodi za kuhisi ulikuwa takriban 7–8 µm. Chembe za VWT zilionekana kuwa na ukubwa wa takriban 100 nm.

Kuanzia 5 wt% Au, chembe angavu za Au zenye kipenyo cha takriban 500–800 nm zilionekana katika mikrostruktura, na idadi ya chembe hizi ikaongezeka kadiri upakiaji wa Au ulivyoongezeka. Muundo wenye vinyweleo unatafsiriwa na chanzo kama sifa inayorahisisha gesi lengwa kufikia mipaka ya awamu tatu ya gesi/elektrodi/elektroliti.

Jaribio la hidrojeni lilifanywa chini ya hali gani?

Kihisi kiliwekwa katikati ya tanuru ya bomba ndani ya bomba la quartz. Miunganisho ya Pt ya elektrodi ya kuhisi na ya rejea iliunganishwa kwenye kituo cha kazi cha kielektrokemia cha PARSTAT 3000A-DX. Gesi zilidhibitiwa kwa vidhibiti vya mtiririko wa wingi vinavyopangika, na jumla ya mtiririko wa gesi ulihifadhiwa katika 0,5 L/dakika.

Chanzo kinaonyesha usafi wa gesi sanifu zilizotumika kuwa ≥%99,999. Gesi zilizochunguzwa ni H₂, CO, CO₂, NO, CH₄, EtOH na NO₂. Vipande vya ishara badilifu vya sekunde 100 vilikusanywa katika anga la kila gesi.

Kwa nini 550 °C ilichaguliwa kuwa bora?

Utendaji wa mwisho wa kihisi katika utafiti uliripotiwa katika joto la kufanya kazi la 550 °C. Katika joto hili, athari ya upakiaji wa Au kwenye mwitikio wa H₂ ilitofautika wazi, na kihisi chenye 10 wt% Au kikaonyesha ukubwa wa juu zaidi wa mwitikio.

Kwa hiyo, utafiti huu hauendelezi kihisi cha hidrojeni kinachofanya kazi katika joto la kawaida. 550 °C ni joto hai la kufanya kazi ambako athari za kielektrokemia zinafanyika kwenye kiolesura cha elektrodi ya kuhisi/YSZ.

Je, unyeti huongezeka kila wakati kadiri kiasi cha Au kinavyoongezeka?

Hapana. Mojawapo ya matokeo makuu ya chanzo ni kwamba hakuna uhusiano wa monotoniki kati ya upakiaji wa Au na unyeti. Utendaji uliongezeka kwanza, ukafikia upeo katika 10 wt% Au, kisha ukapungua tena katika 20 wt% Au.

Jedwali hili pia linaonyesha kuwa kuongeza kiasi kidogo cha Au pekee hakusababishi moja kwa moja kuboreka kwa utendaji. Katika chanzo, baadhi ya thamani za unyeti za 5 wt% Au zilikuwa chini kuliko elektrodi isiyo na Au, huku 10 wt% Au ikitoa kiwango bora kilicho wazi.

Kwa nini kuna mifumo miwili tofauti ya mkusanyiko?

Utafiti unapendekeza kuwa masafa ya 2–20 ppm na 20–80 ppm hayatendi katika utawala uleule wa kinetiki. Katika mkusanyiko wa chini, usafirishaji wa H₂ hadi mpaka wa awamu tatu huwa polepole kuliko mmenyuko wa kielektrokemia. Katika hali hii, kiasi cha H₂ kinachofikia eneo la mmenyuko kinakuwa sababu inayozuia, na mwitikio wa kihisi huonyesha uhusiano wa takriban mstari na mkusanyiko.

Katika mkusanyiko wa juu, kufika kwa H₂ kwenye mpaka wa awamu tatu kunakuwa kwa kasi ya kutosha, hivyo chanzo kinatafsiri kinetiki ya mmenyuko wa kielektrokemia kuwa mchakato mkuu unaozuia.

Kihisi cha 10 wt% Au hujibu kwa kasi gani?

Nyakati za mwitikio na urejeshaji zilipimwa kwa ufafanuzi wa %90. Kwa elektrodi ya 10 wt% Au, kwa 80 ppm H₂ mwitikio ulikuwa sekunde 18 na urejeshaji sekunde 22, huku kwa 2 ppm H₂ ukiripotiwa takriban sekunde 35 za mwitikio na sekunde 36 za urejeshaji.

Kulingana na chanzo, kupungua kwa kasi ya mwitikio na urejeshaji kadiri mkusanyiko unavyopungua kunahusishwa na ugumu wa molekuli za gesi kufikia maeneo hai kwenye mpaka wa awamu tatu katika msongamano mdogo wa H₂.

Je, 2 ppm ni kikomo sahihi kabisa cha ugunduzi?

Chanzo kinaita thamani ya 2 ppm kuwa “lowest detection limit” ya kihisi na kinaeleza kuwa vihisi vyote vinne vilitoa mwitikio wa takriban −1 mV katika mkusanyiko huu. Hata hivyo, utafiti hauripoti mikusanyiko ya chini ya 2 ppm wala hesabu ya limit-of-detection inayotegemea takwimu za ishara dhidi ya kelele.

Kwa hiyo, kauli salama zaidi kwa Verianla ni hii: 2 ppm ndiyo mkusanyiko wa chini zaidi wa H₂ uliojaribiwa katika utafiti na ambao mwitikio unaoweza kugunduliwa uliripotiwa.

Gesi nyingine zinaathiri kihisi kwa kiwango gani?

Kihisi cha 10 wt% Au kilitoa mwitikio wenye nguvu zaidi kwa H₂ kuliko kwa gesi nyingine za majaribio. Chanzo kinafafanua mgawo wa uteuzi kuwa \(|\Delta V_{H2}/\Delta V_{interference}|\).

Kwa kuwa mgawo wa chini zaidi ulikuwa 16 kwa ethanoli, EtOH ndiyo ilikuwa gesi ya kuingilia iliyoathiri zaidi kipimo cha H₂ kati ya gesi zilizojaribiwa.

Je, unyevu huathiri kihisi?

Ndiyo, lakini chanzo kinatathmini athari hii kuwa ndogo. Unyevu jamaa ulipoongezwa kutoka %0 hadi %80, potensheli ya msingi ilibadilika kutoka takriban −0,6 mV hadi −3,2 mV. Chanzo kinaeleza kuwa hii inalingana na unyeti wa unyevu wa msingi wa takriban −0,0325 mV/%rh.

Katika mabadiliko hayo hayo ya unyevu, mwitikio wa 80 ppm H₂ ulibadilika kutoka takriban −80 mV hadi −66 mV, na unyeti wa unyevu wa mwitikio wa H₂ ukahesabiwa kuwa 0,175 mV/%rh. Hivyo, athari ya unyevu si sifuri kabisa; utendaji wa kihisi unaonyesha mkengeuko fulani kulingana na mabadiliko ya unyevu.

Jaribio la siku 60 linaonyesha nini?

Katika jaribio la mzunguko endelevu la siku 60, mabadiliko madogo yalionekana katika thamani za mwitikio, lakini chanzo kinaripoti kuwa kihisi kilihifadhi zaidi ya %90 ya utendaji wake wa awali wa ugunduzi. Mabadiliko ya potensheli ya msingi yalibaki ndani ya takriban ±1,5 mV.

Jaribio hili ni kiashiria muhimu cha uthabiti wa maabara; hata hivyo, halimaanishi maisha ya miaka mingi ya matumizi ya uga wala vipindi vya matengenezo katika mifumo halisi ya hidrojeni.

Kwa nini EIS inaunga mkono matokeo ya 10 wt% Au?

Katika spektroskopi ya impedansi ya kielektrokemia, mikunjo inaonyesha miundo miwili ya upinde katika maeneo ya masafa ya juu na ya chini. Katika tafsiri ya chanzo, hasa upinde wa masafa ya chini unahusishwa na michakato ya kielektrokemia inayohusiana na gesi kwenye kiolesura cha elektrodi/YSZ.

Kiasi cha Au kilipoongezeka kutoka 0 hadi 10 wt%, moduli ya impedansi ilipungua; ilipofikia 20 wt%, ikaongezeka tena. Sampuli ya 10 wt% Au ilionyesha thamani ya chini zaidi ya impedansi katika gesi ya msingi na pia katika anga ya H₂. Mwelekeo huu unaendana na unyeti wa H₂ kufikia upeo wake katika 10 wt% Au.

Utaratibu wa potensheli-mchanganyiko hufanya kazi vipi?

Katika elektrodi ya VWT-Au, H₂ na O₂ huadsorbiwa. Oksijeni hushiriki katika mmenyuko wa kathodi unaohusishwa na ioni za oksidi zinazosafirishwa kupitia YSZ, huku H₂ ikioksidishwa kielektrokemia. Athari kuu za kielektrokemia katika chanzo zimetolewa kama ifuatavyo:

\[ 2H_2 + O^{2-}_{(YSZ)} - 2e^- \rightarrow 2H_2O_{(gas)} \]

\[ \frac{1}{2}O_2{}_{(ads)} + 2e^- \rightarrow O^{2-}_{(YSZ)} \]

Pia, mmenyuko wa moja kwa moja wa awamu ya gesi unaweza kutokea kwenye uso wa elektrodi:

\[ 2H_2{}_{(ads)}+O_2{}_{(ads)} \leftrightarrow 2H_2O_{(gas)} \]

Wakati kasi za athari za anodi na kathodi za kielektrokemia zinapolingana, potensheli-mchanganyiko inayopimwa na kihisi hutokea.

Je, modeli ya potensheli-mchanganyiko inalingana na majaribio?

Potensheli-mchanganyiko za kinadharia zilizohesabiwa kutoka kwa mikunjo ya upolarishaji iliyosahihishwa zimetolewa kuwa takriban −81,5 mV kwa 80 ppm H₂ na −48 mV kwa 40 ppm. Thamani za majaribio ni takriban −80 mV na −45 mV, mtawalia.

Watafiti wanatafsiri ukaribu kati ya thamani za kinadharia na za majaribio kuwa ushahidi wa majaribio unaounga mkono kwamba kihisi hufanya kazi kwa utaratibu wa potensheli-mchanganyiko.

Hitimisho zinazoungwa mkono na zisizoungwa mkono na utafiti

Mbinu na Matokeo ya Utafiti

Vigezo vya msingi vya kihisi na nyenzo

Utendaji mkuu wa H₂ kwa 10 wt% Au

Jaribio la unyevu

Kutokulingana kwa muundo wa gesi ndani ya chanzo

Katika sehemu ya mfumo wa majaribio ya kihisi ya mbinu ya majaribio, gesi ya msingi kwa majaribio ya uteuzi imetajwa kuwa %10 O₂ + %90 N₂. Katika sehemu ya EIS pia gesi ya msingi imetolewa kuwa %10 O₂ + N₂. Hata hivyo, kwenye grafu ya uteuzi ya Kielelezo 5(a), kuna kauli N₂ + %15 vol O₂.

Kwa kuwa chanzo hakielezi sababu ya tofauti hii, maandishi ya Verianla hayachagui thamani moja kuwa “sahihi” na kubadilisha nyingine. Tofauti hii ya uripoti wa majaribio inapaswa kuzingatiwa wakati wa kutathmini matokeo husika ya uteuzi.

Hitimisho la pamoja la majaribio ya EIS na upolarishaji

Katika matokeo ya impedansi, elektrodi ya 10 wt% Au ilionyesha impedansi ya chini zaidi ya kiolesura, huku sampuli hiyo hiyo ikifikia unyeti wa juu zaidi wa H₂. Katika uchanganuzi wa upolarishaji pia iliripotiwa kuwa kuongeza Au kulibadilisha shughuli ya kielektrokatalitiki ya elektrodi na katika kiwango cha 10 wt% kukapatikana elektrokemia yenye nguvu zaidi ya H₂.

Kulingana na tafsiri ya kiutaratibu ya chanzo, kiasi kinachofaa cha Au huharakisha uhamishaji wa chaji ndani ya VWT, huongeza kasi ya mmenyuko wa kielektrokemia wa H₂ inayofikia mpaka wa awamu tatu, na hivyo huongeza mwitikio wa potensheli-mchanganyiko wa kihisi. Hata hivyo, kupungua tena kwa unyeti katika 20 wt% Au kunaonyesha kuwa Au zaidi haitoi matokeo bora bila kikomo.

Ulinganisho wa fasihi unapaswa kusomwaje?

Katika Jedwali 2, chanzo kinaweka kando kwa kando vihisi vya hidrojeni vyenye kanuni tofauti za kufanya kazi kwa kuzingatia joto la majaribio, masafa ya ugunduzi, muda wa mwitikio/urejeshaji na unyeti. Hata hivyo, aina za vihisi na vitengo vya unyeti si sawa. Kwa mfano, baadhi ya vihisi vya aina ya upinzani hutumia vigawo vya mwitikio visivyo na vipimo, baadhi ya vihisi vya kielektrokemia hutumia nA/ppm, na vihisi vya potensheli-mchanganyiko hutumia mV/decade.

Kwa hiyo, jedwali hili halipaswi kutafsiriwa kama alama moja ya jumla ya mafanikio au upangaji wa moja kwa moja. Sifa inayoungwa mkono moja kwa moja kwa kihisi cha Au-VWT ni mwitikio/urejeshaji wa 80 ppm wa sekunde 18/22 katika masafa ya 2–80 ppm kwa 550 °C na unyeti wa mkusanyiko wa juu wa −102,9 hadi −102,98 mV/decade.

Maelezo ya Chanzo na Mbinu

Jina kamili la utafiti asilia: Performances of a mixed-potential hydrogen sensor based Au-decorated V2O5–WO3–TiO2 sensing electrode

Dokezo la kichwa: Muundo wa lugha wa “based Au-decorated” katika chanzo umehifadhiwa kama ulivyo kwa kuwa ni sehemu ya kichwa asilia cha kibibliografia.

Waandishi: Yijie Qu, Chengji Deng, Feng Qian, Chao Wang, Jie Wang, Xiong Bao, Lei Wei, Dong Ma na Long Xia.

Mpangilio wa waandishi: Mpangilio wa toleo la chanzo umehifadhiwa kama ulivyo.

Mwandishi wa kwanza mwenza/mchango sawa: Hakuna taarifa ya mwandishi wa kwanza mwenza katika chanzo.

Waandishi wa mawasiliano: Chanzo kina alama za waandishi wa mawasiliano kwa Feng Qian na Chao Wang pamoja na anwani za mawasiliano feng.qian@wust.edu.cn na wangchao04010502@163.com, mtawalia.

Taasisi: State Key Laboratory of Advanced Refractories, Wuhan University of Science and Technology; School of Automobile and Traffic Engineering na Hubei Provincial Engineering Research Center of Advanced Chassis Technology for New Energy Vehicles, Wuhan University of Science and Technology; Wuhan Rules & Research Institute, China Classification Society; Chinese Research Academy of Environmental Sciences; Xiaomi Auto Technology Co., Ltd.

DOI: 10.2139/ssrn.6932050

Jukwaa: SSRN.

Rekodi rasmi:https://ssrn.com/abstract=6932050

Aina ya chanzo na hali ya mapitio ya wenzao: Utafiti huu ni preprint ya utafiti ambayo haijapitia mapitio ya wenzao; matokeo yanapaswa kutathminiwa kwa kuzingatia hatua yake ya sasa ya uchapishaji na uthibitishaji.

Tarehe kamili ya uchapishaji/toleo: Haijaonyeshwa kwa kuaminika katika chanzo kilichochunguzwa.

Jarida/mchapishaji wa mwisho aliyepitia mapitio ya wenzao: Haijaonyeshwa katika toleo la chanzo lililochunguzwa.

Leseni: Hakuna leseni ya wazi ya matumizi tena iliyoainishwa.

Mgongano wa maslahi: Waandishi wametangaza kuwa hawana maslahi ya kifedha yanayoshindana yanayojulikana wala mahusiano ya kibinafsi yanayoweza kuathiri utafiti.

Ufadhili: National Natural Science Foundation of China (62101201); Wuhan Knowledge Innovation Special Project (2022010801010305 na 2022010801020318); “The 14th Five Year Plan” Hubei Provincial advantaged characteristic disciplines (groups) project of Wuhan University of Science and Technology (2023B0503).

Michango ya CRediT: Yijie Qu — Writing–Original draft, Methodology, Investigation, Formal analysis, Data curation; Chengji Deng — Validation; Feng Qian — Writing–review & editing, Supervision, Resources, Project administration, Investigation, Funding acquisition; Chao Wang — Writing–review & editing, Supervision, Software, Funding acquisition; Jie Wang — Supervision, Resources; Xiong Bao — Supervision, Resources, Project administration; Lei Wei — Investigation; Dong Ma — Data curation; Long Xia — Conceptualization.

Mbinu kuu ya majaribio: Kuandaa elektrodi za kuhisi za V₂O₅–WO₃–TiO₂ zenye 0, 5, 10 na 20 wt% Au kwa mbinu ya impregnation; kutengeneza kihisi cha potensheli-mchanganyiko kinachotegemea YSZ/Pt; majaribio ya H₂ na gesi za kuingilia katika mfumo wa bomba la quartz wa joto la juu unaodhibitiwa.

Uainishaji na uchanganuzi wa kielektrokemia: XRD, SEM, EDS, mwitikio badilifu wa gesi, muda wa %90 wa mwitikio/urejeshaji, uteuzi wa gesi, jaribio la unyevu jamaa, jaribio la uthabiti la siku 60, spektroskopi ya impedansi ya kielektrokemia na mikunjo ya upolarishaji.

Dokezo la muundo wa gesi ndani ya chanzo: Sehemu ya mbinu inatoa gesi ya msingi ya uteuzi kuwa %10 O₂ + %90 N₂, huku Kielelezo 5(a) kikionyesha %15 O₂ + N₂. Chanzo hakielezi tofauti hii; thamani hizi hazijaunganishwa kimyakimya katika maandishi ya Verianla.

Dokezo la kikomo cha ugunduzi: Chanzo kinaita 2 ppm “lowest detection limit”. Hata hivyo, hakijatoa mfululizo wa vipimo chini ya 2 ppm wala hesabu ya takwimu ya LoD. Kwa hiyo, 2 ppm inapaswa pia kutathminiwa kuwa mkusanyiko wa chini zaidi wa H₂ ambao mwitikio wa majaribio uliripotiwa katika utafiti.

Kikomo cha wigo wa kisayansi: Majaribio yalifanywa katika mfumo wa gesi wa maabara unaodhibitiwa na katika joto la kufanya kazi la 550 °C. Hakuna uthibitishaji wa uga uliowasilishwa kwenye gari halisi la seli za mafuta, kitengo cha kuhifadhi hidrojeni, miundombinu ya kujaza, bomba au kituo cha viwandani. Jaribio la siku 60 linaonyesha uthabiti wa maabara; halithibitishi maisha ya matumizi ya kibiashara ya miaka mingi.

Msingi wa maudhui: Maelezo haya ya Verianla yanategemea usanisi wa nyenzo, utengenezaji wa kihisi, matokeo ya XRD/SEM, miitikio ya hidrojeni, majaribio ya uteuzi na unyevu, jaribio la muda mrefu, EIS, uchanganuzi wa upolarishaji, vielelezo na majedwali ya utafiti uliochunguzwa. Hakuna matokeo mapya ya kisayansi yaliyoongezwa kutoka vyanzo vya nje isipokuwa uthibitishaji wa utambulisho wa kibibliografia.