日本工业技术研究所开发了一种可以集成到半导体芯片中的微型热电氢传感器。检测范围(气体中的空氢浓度)在0.5ppm~5%和5%之间。用于氢站和其他设施的泄漏检测。今后，我们将向相关机构提供传感器样品，并努力将其应用于氢气设施。

在该传感器中，具有陶瓷支撑材料的铂催化剂图案形成在热电转换mems元件上。与以往的传感器相比，它能充分发挥铂催化剂的性能，因此具有良好的灵敏度和耐久性。

因为一旦空气体中氢的浓度达到4%，它就会爆炸。因此，氢泄漏检测技术要求氢传感器在ppm至4%的范围内以高精度检测最低爆炸极限浓度。然而，以前的接触式燃烧和半导体氢传感器很难在从ppm到百分之几的大范围内检测到。

例如，接触式燃烧气体传感器依靠检测信号传感器的电阻变化来检测，因此检测高浓度区域更有效，但是在低浓度区域由于其灵敏度低而根本不能被检测到。具体而言，当温度由于燃烧加热而变化0.01℃时，电阻变化仅为0.004%，这在实践中无法检测到，因此不能用作传感器。

新开发的热电氢传感器由热电转换膜和部分形成在其表面上的铂催化剂膜组成。由氢和催化剂之间的放热反应引起的局部温差通过热电转换膜被转换成电压信号。因此，只要使用高性能的热电材料，就可以获得足以完成检测任务的信号。

新研制的传感器采用催化反应与热电转换功能相结合的工作原理，将元件本身产生的电压转换成信号，不仅增加了可检测的浓度范围，而且不易受外界温度的影响。基于这一工作原理的氢传感器已在新能源产业技术综合开发机构开展的工业技术研究支持项目“利用热电氧化物开发新型氢传感器”中成功开发。然而，为了开发低成本和高灵敏度的传感器，有必要开发传感器部件和微加热器技术的小型化和集成技术。

这一发展主要解决在半导体晶片上形成热电薄膜、催化剂薄膜、电极、布线和加热器的传感器元件的制造技术。同时，提高了传感器的耐用性，降低了生产成本。作为热电转换元件的关键技术，建立了溅射蒸发后热处理的sige薄膜成膜技术。由于sige热电转换材料具有很高的热电性能，因此非常适合半导体技术。为了使催化剂不受大气中水蒸气的影响而稳定工作，温度应保持在100℃。作为一种维持催化剂温度的加热器集成技术，微机电系统技术被用来开发一种具有高隔热性能的微型加热器。热释电图、微加热器和催化剂集成在约1×2mm2的薄膜上，制作了4×4mm2的传感器芯片。

在陶瓷负载铂催化剂的耐久性试验中，将新研制的微型热电氢传感器置于室温环境中，相对温度为65%左右，放置3个月。在此期间，测试了其在100ppm、1000ppm和1%氢气浓度下的反应特性。结果表明，性能非常稳定。这一次，使用普通的半导体技术，微型传感器被集成在硅衬底上。因此，该公司认为，用于处理传感器信号的电子电路将来可以集成，这便于小型化，通过大规模生产降低了生产成本，具有很大的实用潜力。