无线自供电液体泄漏报警传感器

本技术将自供电器件与超级电容器、蓝牙信号传输装置集成，成功制备液体泄漏检测器件。探究了电容的充电稳压机制在器件集成中的应用，在器件在接触到漏水后产生电压和电流为超级电容器充电，将峰值电压保持30 s以上，使能量收集芯片接收足够高的能量，激活并发送2 V以上电压脉冲信号，驱动蓝牙信号传输装置将漏水信号传送到中继点和云端，为用户提供漏水警报。

一、项目分类

显著效益成果转化

二、成果简介

1.采用碳纳米材料-Mg自供电器件替代传统的电池，可以做到遇水发电、不遇水不耗电，兼具对液体和湿气的传感功能，同时能够长时间工作。在传感器表面滴水100 μL后可以产生高达2.65 V的峰值开路电压和10 mA以上的峰值短路电流，并且能够在2 V的开路电压或1 mA的短路电流下，保持2小时以上的稳定输出；在80%以上湿度环境下可以产生1 V以上的开路电压和100 μA以上的短路电流，对环境湿气、湿度变化响应迅速（响应时间<2 s）。

2.碳纳米材料-Mg器件湿气自发电机理是电化学放电和碳纳米材料赝电容放电的叠加效应。氧等离子体活化碳纳米材料-Mg器件可以产生超过Mg还原电势的峰值电压，同时具有极高的响应灵敏度，是由于碳纳米材料表面的含氧官能团在电化学反应中部分还原放电，产生了赝电容效应，产生的电压与Mg的化学电势叠加，使峰值电压提高。此外，由于赝电容放电在碳纳米材料与水接触时立刻发生，因此可以大大提高器件的电压响应灵敏度，响应时间小于10 ms。

3.将自供电器件与超级电容器、蓝牙信号传输装置集成，成功制备液体泄漏检测器件，如图所示。探究了电容的充电稳压机制在器件集成中的应用，在器件在接触到漏水后产生电压和电流为超级电容器充电，将峰值电压保持30 s以上，使能量收集芯片接收足够高的能量，激活并发送2 V以上电压脉冲信号，驱动蓝牙信号传输装置将漏水信号传送到中继点和云端，为用户提供漏水警报。