Шведские ученые разработали первый высокоточный датчик водорода в мире
Стокгольм, 11 апреля, АЗЕРТАДЖ
Водород является чистым и возобновляемым источником энергии, который может приводить в движение транспортные средства, а вода является единственным источником выбросов у таких двигателей. Тем не менее, газообразный водород легко воспламеняется при смешивании с воздухом, поэтому необходимы очень четкие и эффективные датчики для развития широкого применения водорода.
Как сообщает АЗЕРТАДЖ со ссылкой на специальное сообщение, распространенное Техническим университетом Чалмерса в Швеции, учеными были разработаны и представлены первые датчики водорода, которые когда-либо соответствовали будущим показателям производительности для использования в водородных транспортных средствах.
Открытие представляет собой оптический наносенсор, заключенный в пластиковый материал. Датчик работает на основе оптического явления - плазмона, который возникает, когда металлические наночастицы освещаются и захватывают видимый свет. Датчик просто меняет цвет, когда изменяется количество водорода в окружающей среде. Пластик вокруг крошечного датчика предназначен не только для защиты, но и является ключевым компонентом. Это увеличивает время отклика датчика, ускоряя поглощение молекул газообразного водорода в металлические частицы, где они могут быть обнаружены. В то же время пластик действует как эффективный барьер для окружающей среды, препятствуя проникновению любых других молекул и отключая датчик. Поэтому датчик может работать как высокоэффективно, так и без помех, что позволяет ему соответствовать строгим требованиям автомобильной промышленности - он способен обнаруживать 0,1% водорода в воздухе менее чем за секунду.
«Мы разработали не только самый быстрый в мире датчик водорода, но также датчик, который способен работать стабильно и не деактивируется. В отличие от сегодняшних датчиков водорода, наше решение не нужно калибровать так часто, так как оно защищено пластиком», - отметил Ферри Нугрохо, исследователь из отдела физики в Университете Чалмерса.
Обнаружение водорода является сложной задачей во многих отношениях. Газ невидим и не имеет запаха, но летуч и чрезвычайно огнеопасен. Требуется только четыре процента водорода в воздухе, чтобы произвести газообразный кислород, который воспламеняется при малейшей искре. Для того, чтобы автомобили на водороде и связанная с ними инфраструктура будущего были достаточно безопасными, необходимо иметь возможность обнаруживать крайне малые количества водорода в воздухе. Датчики должны быть достаточно быстрыми, чтобы можно было быстро обнаружить утечки до возникновения пожара.
Помимо автомобильной сферы, высокоэффективные датчики водорода необходимы в электросетевой промышленности, химической и атомной энергетике, а также могут помочь улучшить медицинскую диагностику. Количество газообразного водорода в нашем дыхании может дать ответы, например, на воспаления и пищевую непереносимость. В долгосрочной перспективе надежда состоит в том, что датчик может быть изготовлен последовательно эффективным образом, например, с использованием технологии 3D-принтера, заявил ученый.
Отметим, что новаторские результаты исследователей были недавно опубликованы в престижном научном журнале Nature Materials.
Рауф Алиев
собкор АЗЕРТАДЖ
Стокгольм
Другие новости раздела
