Ett team av fysiker från Immanuel Kant Baltic Federal University har tillsammans med sina kollegor från National Research Nuclear University MEPhI (NRNU MEPhI) utvecklat en volframoxidbaserad detektor av väte i gasblandningar. De tillverkade tunna volframoxidfilmer med olika tillsatser och jämförde deras egenskaper. En av filmdetektorerna visade en 100-faldig ökning av känsligheten jämfört med ett kontrollprov. Artikeln publicerades i Tunna fasta filmer .

Väte är en av de mest använda gaserna i världen, används i den kemiska industrin och i kontrollerade kärnfusionsexperiment. Dess molekyler har minsta möjliga massa och storlek, och det är därför extremt svårt att förvara i något kärl, eftersom det läcker från nästan vilken öppning som helst. Väteläckage är mycket farligt för industrin, som väte blandat med syre bildar explosiv detonerande gas. Med utvecklingen av vätenergisektorn, förebyggande av läckage blir en viktig säkerhetsfråga.

För att förhindra vätgasläckage, dess koncentration i en industriell anläggning bör ständigt övervakas. Vanligtvis görs detta med gasdetektorer, de mest populära är amperometriska analysatorer. De är baserade på gasernas förmåga att förändra metallernas elektriska konduktivitet vid kontakt med dem. Under mätningarna, fast spänning appliceras på ändarna på en metallplatta, och en enhet mäter styrkan i strömmen som går igenom den. Eftersom strömstyrkan direkt beror på materialets konduktivitet, när koncentrationen av väte ökar, konduktiviteten förändras också. Mätningens känslighet bestäms av sensorns egenskaper, dvs. plattan under spänning.

BFU -forskare och kollegor från NRNU MEPhI studerade nya material baserade på volframoxid (WOx). En av dem erhölls genom att avsätta WOx på ett silikonkarbid (SiC) -substrat. Ett annat material utvecklades på samma sätt, men volframoxidskiktet täcktes med ytterligare platina -beläggning. Sedan bestämde forskarna känsligheten hos de två filmerna genom att applicera spänning på dem och sätta dem i en syrgasmiljö. Efter det, 2 procent väte tillsattes. Materialet utan platina-beläggningen visade en 15-faldig ökning av strömstyrkan jämfört med ren volframoxid. När samma egenskap mättes i det andra materialet, det visade en 100-faldig ökning.

"Vi har studerat nanomaterial som kan användas som grund för vätesläcksensorer. Under vårt arbete har vi identifierade kraven för de strukturella egenskaperna hos dessa material som skulle säkerställa hög gasdetekteringseffektivitet, säger Dr Alexander Goikhman, medförfattare till arbetet och chef för forsknings- och utbildningscentret för funktionella nanomaterial.