Датчики исключают искрообразование в водородных транспортных средствах

Водород как чистая возобновляемая альтернатива ископаемому топливу является частью будущего устойчивой энергетики; однако сохраняющиеся опасения по поводу воспламеняемости ограничивают широкое использование водорода в качестве источника энергии для электромобилей. Водородные транспортные средства могут заправляться намного быстрее и ехать без дозаправки дальше, чем современные электромобили, использующие энергию аккумуляторов. Но одним из последних препятствий на пути к водородной энергетике является разработка безопасного метода обнаружения водорода.

Исследователи разработали недорогой безыскровый датчик водорода на оптической основе, который является более чувствительным и быстрым, чем предыдущие модели. Большинство коммерческих датчиков водорода обнаруживают изменение электронного сигнала в активных материалах при взаимодействии с газообразным водородом, что потенциально может вызвать возгорание газообразного водорода в результате электрического искрообразования. Новый датчик определяет наличие водорода без использования электроники.

Водородная энергия имеет гораздо больше применений, чем электромобили, и технологии снижения воспламеняемости имеют решающее значение. Надежные датчики для обнаружения утечек водорода и контроля концентрации важны на всех этапах экономики, основанной на водороде, включая производство, распределение, хранение и использование при переработке и добыче нефти, удобрений, металлургии, электроники, наук об окружающей среде, а также в области здравоохранения и безопасности.

Тремя ключевыми проблемами, связанными с датчиками водорода, являются время отклика, чувствительность и стоимость. Текущая основная технология для H₂ оптическим датчикам требуется дорогостоящий монохроматор для записи спектра с последующим анализом и сравнением спектрального сдвига.

Новые наносенсоры переходят от обнаружения водорода при концентрации около 100 частей на миллион к 2 частям на миллион при стоимости сенсорного чипа в несколько долларов. Новое оптическое устройство основано на наноизготовлении шаблона наносферы, покрытого слоем палладий-кобальтового сплава. Любой присутствующий водород быстро поглощается, а затем обнаруживается светодиодом. Кремниевый детектор регистрирует интенсивность проходящего света.