围绕氢能源安全利用的重大需求，聚焦氢传感器前沿研究热点，基于Pd三维晶格膨胀反应动力学理论，建立相关动力学模型，指导Pd纳米颗粒/硅纳米立柱阵列复合结构的新型电容式氢传感器的设计与构建；拟通过探讨各工艺参数对Pd纳米颗粒沉积的影响，获得Pd纳米颗粒尺寸、Pd纳米间隙可控的制备工艺。简化现有电容式氢传感器的复杂结构、解决现有“裂结”式氢传感器纳米颗粒之间接触、挤压变形导致信号漂移等问题，研制出一种室温下、0-4%浓度范围内、灵敏度95%左右、响应速度秒级的新型电容式氢传感器原型器件，结合MEMS工艺的精准优势实现新型电容式氢传感器工作机理的研究。

宁波大学信息科学与工程学院先进智能传感技术导学团队由金庆辉和简家文教授领衔，主要开展传感技术相关的敏感材料、感应机理、微纳器件结构设计、微纳集成制造工艺、微弱信号采集和处理、嵌入式系统、智能仪表及物联网等方面的研究工作。该团队由国内专业从事气体传感器、水环境传感器、微纳制造技术及微系统方面的高水平研究人员组成，现有教授4名、副教授2名、讲师3名、博硕士研究生近70名。
本导学团队现有实验室占地面积600余平方米，拥有科研级高温陶瓷共烧（HTCC）加工和微机电系统（MEMS）加工工艺线，拥有完整的气体、液体模拟环境及性能测试及表征设备。与宁波铭瑞传感器有限公司共建新能源车传感器联合实验室。依托该科研平台，团队成员相继承担多个国家级、军科委、省部级重点科研项目，并与国内知名企业签订多项技术开发合同，累积经费达500余万。

本项目预期三年内完成，年度研究计划如下：
（1）2021．07-2022.04：
使用MEMS工艺制备硅纳米立柱阵列，获得一系列不同间距、不同顶端直径的硅纳米立柱阵列，为制备新型电容式氢传感器做准备，总结硅纳米立柱制备工艺、探讨刻蚀工艺。
（2）2022.05-2023.05：
采用磁控溅射技术在硅纳米立柱顶端上沉积Pd纳米颗粒，构建Pd纳米颗粒/硅纳米立柱阵列复合结构的新型电容式氢传感器。采用各种表征手段，借助完整的Pd纳米颗粒大小、硅纳米立柱间距等参数来实现对Pd三维晶格膨胀反应动学的研究,申请专利一项。
（3）2023.06-2023.10：
在不同氢气浓度下对新型电容式氢进行各种性能测试，建立大量测试数据。优化传感器结构、实现在室温下对各种氢气浓度的响应，建立传感器的等效电路模型，总结传感器工作机理，申请专利一项。
（4）2023.11-2023.12：
项目总结、撰写验收报告、结题验收。

(1) 建立基于Pd纳米颗粒氢传感器的敏感机理模型，制备氢气传感器的原型器件，要求传感器能在室温工作、检测范围为0%-4%、响应时间小于30s；
(2) 在国内期刊发表论文3篇；
(3) 申请相关国家发明专利1项；
(4) 形成社会经济效益2000万元。