Upphovsman:Tomsk Polytechnic University
Väte anses vara en av de lovande alternativa energikällorna. Ändå, dess tillämpning som energibärare är komplicerad på grund av dess mycket explosiva natur när den blandas med syre. Dessa farliga situationer kan uppstå, till exempel, vid vätgasläckage från tanken där den förvaras.
"Därför, det är nödvändigt att detektera vätemolekyler i en gasblandning. För närvarande, det finns olika metoder, inklusive elektroniska sensorer, även om de är en potentiell källa till gnista. I det här avseendet, vi riktade vår uppmärksamhet mot optisk fiber. Detta är ett enkelt och kommersiellt tillgängligt material. Dessutom, en sensor kan fjärrstyras, eftersom optisk fiber ger snabb och enkel informationsöverföring över långa avstånd. Sensorn kan installeras i motorn på en vätgasdriven maskin eller tankstation, "Pavel Postnikov, en av författarna och docenten vid TPU Research School of Chemistry &Applied Biomedical Sciences, säger.
Optisk fiber är en tunn filament av optiskt transparent material, t.ex. glas eller plast, kan överföra digital information i form av en ljuspuls. Forskarna modifierade fibrer genom att ta bort ett fragment av fibermanteln och applicera ett fint lager guld på dess plats genom magnetronförstoftning. På ytan av detta gyllene område, effekten av ytplasmonresonans uppstår. Det är källan till den analytiska signalen. Forskarna använde detta gyllene område från en matrislösning som grund för ett metallorganiskt ramverk bestående av zinkmolekyler och särskilda organiska föreningar.
Schematisk framställning av tillverkning och verkan av nuvarande vätesensordesign, baserad på ofplasmon-aktiv optisk fiberyta dekorerad med IRMOF-20 film. Kredit:Institutionen för solid state engineering, University of Chemistry and Technology, 16628 Prag, TjeckienResearch School of Chemistry and Applied Biomedical Sciences, Tomsk Polytechnic University, Ryska federationens materialcenter, Naturvetenskapliga fakulteten J. E. Purkyně University, 400 96 Ústí nad Labem, Tjeckien
"Denna ram är extremt känslig för väte, eftersom den fångar upp sina molekyler från luften. Dessutom, det är inert mot andra gaser. Sådana sensorer är jämförbara med en stationär kromatograf som är tio gånger dyrare och kräver kvalificerad personal. Tills vidare, vi har lyckats uppnå känslighet och detektionsgräns under 2%. Med andra ord, vår sensor kan detektera väte i luften vid en koncentration under 2%, medan den nedre explosiva tröskeln för en blandning av väte och syre är cirka 4%, "Säger Pavel Postnikov.
Sensorns främsta fördelar omfattar enkelhet, känslighet, och ett alternativ för snabb fjärrdiagnostik.
"En annan viktig egenskap är sensormotståndet mot oxiderande gaser, till exempel, koldioxid, och olika oxider. Det är ett problem för de moderna sensorerna eftersom dessa gaser stör sorptionen av väte. Vår sensor kan enkelt arbeta utomhus utomhus full av sådana gaser, "tillägger forskaren.
