Réponse à l’hydrogène pour deux types de capteurs
Nanofils de palladium pour détecteurs à hydrogène

Ces capteurs se sont montrés insensibles à un certain nombre de gaz purs d’usage courant : l’argon, l’hélium, l’azote, la vapeur d’eau ou l’oxygène. Par contre, une rapide et réversible augmentation de la quantité de courant à travers le circuit est observée en présence d’hydrogène (ou de deutérium). Cette évolution est en opposition totale avec ce qui est habituellement observé avec tous les capteurs résistifs à hydrogène existants. Avec les capteurs résistifs conventionnels à base de palladium, la présence d’hydrogène à l’état gazeux induit une augmentation de la résistance électrique d’un facteur 1,8 par rapport à celle du palladium pur. Cette augmentation s’explique par la conversion progressive du palladium en hydrure de palladium, PdH_x (x passant de 0 à 0,7 sous une pression d’hydrogène de 1 atm à 25 ˚C).

De retour à une atmosphère sans hydrogène, la résistance de certains de nos capteurs revient à la valeur élevée initiale. Pour d’autres, elle atteint des valeurs trop importantes pour pouvoir être mesurées (> 10 MΩ). Ce point particulier permet de classer ces capteurs dans deux catégories distinctes : les capteurs résistifs qui restent conducteurs (bien que faiblement) en absence d’hydrogène et ceux qui se comportent comme de véritables interrupteurs à hydrogène en ouvrant le circuit électrique sous atmosphère normale. Les réponses caractéristiques de ces deux types de fonctionnement sont montrées sur les courbes de la figure 5. La perte de résistivité est corrélée à la concentration en hydrogène dans l’atmosphère de mesure. La limite de détection est de l’ordre de 0,5 % d’hydrogène dans l’azote.

La réponse du courant mesuré en fonction de la concentration en hydrogène donne une courbe sigmoïde jusqu’à 10 % d’hydrogène (figure 6).

Du fait des faibles diamètres des fils de palladium, les temps de réponse de ces capteurs ont été réduits d’au moins un ordre de grandeur en comparaison de ceux des capteurs conventionnels : un temps de réponse de 75 ms...