Hydrogenalarm til fjernbetjening af hydrogenlækage

Kredit:Tomsk Polytechnic University

Brint betragtes som en af de lovende alternative energikilder. Alligevel, dets anvendelse som energibærer er kompliceret på grund af dets stærkt eksplosive natur, når den blandes med ilt. Disse farlige situationer kan opstå, for eksempel, i tilfælde af hydrogenlækager fra tanken, hvor den opbevares.

"Derfor, det er nødvendigt at detektere brintmolekyler i en gasblanding. I øjeblikket, der er forskellige metoder, herunder elektroniske sensorer, selvom de er en potentiel kilde til gnist. I denne henseende, vi henvendte os til optisk fiber. Dette er et enkelt og kommercielt tilgængeligt materiale. Ud over, en sensor kan fjernbetjenes, da optisk fiber giver hurtig og let informationsoverførsel over lange afstande. Sensoren kan installeres i motoren på en brintdrevet maskine eller tankstation, "Pavel Postnikov, en af forfatterne og lektor ved TPU Research School of Chemistry &Applied Biomedical Sciences, siger.

Optisk fiber er en tynd filament af optisk gennemsigtigt materiale, f.eks. glas eller plast, i stand til at overføre digital information i form af en lyspuls. Forskerne modificerede fibre ved at fjerne et fragment af fiberkappen og påføre et fint lag guld på dens sted gennem magnetronsputtering. På overfladen af dette gyldne område, virkningen af overfladeplasmonresonans opstår. Det er kilden til det analytiske signal. Forskerne brugte dette gyldne område fra en matrixopløsning som grundlag for en metal-organisk ramme bestående af zinkmolekyler og særlige organiske forbindelser.

Skematisk fremstilling af fremstilling og handling af det nuværende hydrogensensordesign, baseret på ofplasmon-aktiv optisk fiberoverflade dekoreret med IRMOF-20 film. Kredit:Institut for Solid State Engineering, University of Chemistry and Technology, 16628 Prag, TjekkietResearch School of Chemistry and Applied Biomedical Sciences, Tomsk Polytechnic University, Den Russiske Føderation Materialecenter, Det naturvidenskabelige fakultet J. E. Purkyně University, 400 96 Ústí nad Labem, Tjekkiet

"Denne ramme er ekstremt følsom over for brint, da den fanger sine molekyler fra luften. I øvrigt, den er inaktiv over for andre gasser. Sådanne sensorer kan sammenlignes med en stationær kromatograf, der er ti gange dyrere og kræver kvalificeret personale. For nu, det er lykkedes os at opnå følsomheds- og detektionsgrænse under 2%. Med andre ord, vores sensor kan detektere brint i luften ved en koncentration under 2%, mens den nedre eksplosive tærskel for en blanding af hydrogen og ilt er ca. 4%, "Siger Pavel Postnikov.

Sensorens vigtigste fordele omfatter enkelhed, følsomhed, og en mulighed for hurtig fjerndiagnostik.

"En anden vigtig egenskab er sensorens modstand mod oxiderende gasser, for eksempel, carbondioxid, og forskellige oxider. Det er et problem for de moderne sensorer, da disse gasser forstyrrer sorptionen af brint. Vores sensor kan let arbejde i det fri fuld af sådanne gasser, "tilføjer forskeren.

Sidste artikelGrøn metan fra kunstig fotosyntese kunne genbruge CO2

Næste artikelSer komplekse molekyler på arbejde