Konceptvalidering av en gassensor baserad på MoS2 med hexagonala hål

Sammanfattning

Smenas unika halvledande 2D-material baserat på MoS2 har den mycket lovande egenskapen att dess elektriska egenskaper förändras som funktion av koncentrationen av vissa specifika gaser men är okänsligt för mycket annat, t ex fukt och temperatur. Flertalet vetenskapliga publikationer visar på unika egenskaper för MoS2 som gassensor för bl a H2, NO2 och NH3. Det går också att tillverka miniatyriserade sensorer som använder mycket lite energi. Kombinationen av dessa egenskaper skulle vara banbrytande och ha mycket stor kommersiell potential på en marknad som överstiger 1 miljard euro. Under vintern och våren 2022 har affärsutvecklande aktiviteter och kontakt med potentiella kunder visat på ett stort intresse, men vi har saknat konkreta resultat som bevisar att materialet är lämpligt gassensor.

Syftet med detta projekt är därför att generera en första konceptvalidering av Smenas MoS2 som gassensor. Materialet kommer att tillverkas på två olika sätt, och dess grundläggande sensoregenskaper utvärderas sedan i en testutrustning för vätgassensing. Inom detta projekt testas vätgas eftersom vi bedömer att vätgasekonomin kommer att växa starkt de kommande åren. Målet är att ta materialet till TRL3 och generera presentationsmaterial inklusive beskrivning av materialet och konkreta och relevanta mätdata som kan användas som avstamp för vidare produktutveckling, att visa upp för potentiella kunder och samarbetspartners samt även gentemot investerare.

Som färdig gassensor för både H2, NO2 och NH3 så bidrar vi konkret till två SDG, främjande av tillgång på grön energi (SDG 7, subgoal 7.3) och förbättring av luftkvalité för främjande av människors hälsa (SDG 3, subgoal 3.9).

Abstract in English

Proof-of-concept of a novel gas sensor based on MoS2 with hexagonal holes

Summary

Smena's unique semiconducting 2D material based on MoS2 has the very promising property that its electrical properties change as a function of the concentration of certain gases but is insensitive to much else, such as moisture and temperature. Many scientific publications point to unique properties for MoS2 as a gas sensor for H2, NO2 and NH3, among others. It is also possible to manufacture miniaturized sensors that use very little energy. The combination of these properties would be groundbreaking and have very large commercial potential in a market exceeding EUR 1 billion. During the winter and spring of 2022, business development activities and contacts with potential customers have shown great interest, but we have lacked concrete evidence that prove that the material is in fact suitable as a gas sensor.
The purpose of this project is therefore to generate a first proof of concept for Smenas MoS2 as gas sensor. The material will be made in two different ways, and its basic sensor properties will be evaluated in a test equipment for hydrogen sensing. In this project, hydrogen is being tested because we believe that the hydrogen economy will grow strongly in the coming years. The goal is to move the material to TRL 3 and generate presentation material including a description of the material and concrete and relevant measurement data that can be used as a starting point for further product development, to show to potential customers/partners and also to investors.
As a finished gas sensor for both H2, NO2 and NH3, we contribute to two SDGs, the promotion of access to green energy (SDG 7, subgoal 7.3) and the improvement of air quality for the promotion of human health (SDG 3, subgoal 3.9).

Utlysning:
Samverkan för kommersiella tillämpningar av grafen våren 2022

Projektpartners: Smena Catalysis, Chalmers tekniska högskola, RISE

Projektledare: Patrik Bjöörn, Smena Catalysis

Projektform: Genomförbarhetsstudie

Bidrag: 300 000 kr

Projektets löptid: Juni 2022 - mars 2023

Relaterade styrkeområden: