Forskere bygger brintsensor, der kan læses med det blotte øje

Ifølge mange videnskabsmænd, den foreslåede brintøkonomi, positionering af brint som den vigtigste bærer af bæredygtigt produceret energi, er en uundgåelig udvikling. Desværre, brugen af ​​brint indebærer visse risici, fordi det er brandfarligt og svært at opdage. Pålidelige sensorer til at indikere tilstedeværelsen af ​​brint er derfor et afgørende element i fremtidens brintøkonomi. Forskere ved Utrecht Universitet, TU Delft og European Synchrotron Radiation Facility (ESRF) i Grenoble har nu udviklet en sensor, der skifter farve, når den udsættes for brint.

Den forskning, som forskerne beskrev i deres publikation i Naturkommunikation fokuserer på kombinationen af ​​de kemiske grundstoffer yttrium og zirconium, to såkaldte "overgangsmetaller". Den største fordel ved denne komposit er, at materialet ændrer farve, når det absorberer brint, og farveændringen afhænger af mængden af ​​absorberet brint. Ved at gøre sådan, forskning i overgangsmetaller har frembragt en brintsensor, der kan aflæses med det blotte øje.

Sensoren kan fremstilles som en strimmel, der fastgøres til steder, hvor der måles brinttryk, gør det nemmere at opdage utætheder eller måle, om trykket på brinten i en installation er højt nok.

Princippet bag den nye sensor er, at atomerne, der udgør metalgitterstrukturen, skal give plads til optagelsen af ​​brint. Dette kræver en vis mængde energi. Jo mere energi der kræves til denne proces, jo højere skal brintens tryk være for at processen kan finde sted. Mængden af ​​brint, der absorberes af materialet, bestemmer i hvilken grad det reflekterer lyset og dermed ændrer dets farve.

Med deres forskning, Forskerne har vist, at trykket, hvorved brint lagres og frigives i et gitter af yttrium og zirconium, kan justeres nøjagtigt ved at vælge et specifikt forhold mellem de to metaller, hvilket også ændrer den nødvendige mængde energi. Det betyder, at sensorens følsomhed kan bestemmes ved at vælge et bestemt forhold mellem yttrium og zirconium, giver mulighed for måling af tryk mellem 0,1 mbar og 10, 000 mbar.

Brintdrevne biler

Resultaterne af denne forskning kan have en effekt på opbevaringen af ​​brint til brug i køretøjer. "I øjeblikket, brint opbevares i 700 bar cylindre, " siger prof. Bernard Dam fra TU Delft. "Ideelt set, vi vil gerne opbevare brint i et letmetal, såsom magnesium. Desværre, ligevægtstrykket af magnesium er alt for lavt, hvilket betyder, at det ikke giver nok flow af brint til at drive en brændselscelle."

Forskerne mener, at det kan være muligt at tilføje et overgangsmetal til magnesiumet for at øge ligevægtstrykket til mindst 1 bar. Dette ville gøre magnesium til et passende lagringsmetal, og et lettere alternativ til de cylindre, der bruges i øjeblikket. Yderligere forskning er nødvendig for at afgøre, om denne idé er gennemførlig.