Текст уведомления здесь

Найден новый необычный способ обнаруживать водород

В МИФИ создали прототип устройства, способного обнаружить водород без термохимических сенсоров. Эта новая технология может оказаться безопаснее и эффективнее всех предшествующих.
Добавить в закладки
Комментарии

Смесь водорода с воздухом дает опасную смесь — гремучий газ, производящий мощные взрывы. Именно он, например, считается виновником одного из двух взрывов на Чернобыльской АЭС. Чтобы предупреждать такие взрывы, нужны автоматически срабатывающие сенсоры о наличии водорода в обычном воздухе.

Обычно для этого применяют термохимические сенсоры. В них на поверхности платины в смеси воздуха и водорода протекает возгорание водорода, а горение разогревает платиновую поверхность. Сенсор реагирует на нагрев и сообщает о наличии опасного газа в воздухе. Но, во-первых, это не всегда безопасно (может инициировать взрыв), во-вторых, такие датчики не очень компактны. Авторы новой работы изучили возможности по обнаружению водорода у тонкопленочных металл-оксидных структур, создаваемых на монокристаллических подложках из карбида кремния.

Исследователи нанесли на пластину карбида кремния размерами 15 на 15 миллиметров и толщиной в 0,4 миллиметра две пленки. Первая из них — чувствительный к водороду слой оксида вольфрама в 200 нанометров толщиной. Вторая — платиновая, 10 нанометров толщиной. Ее задача — каталитическое ускорение химической реакции. На тыльной стороне этой второй пластины расположили токосъемный контакт. Нагреватель с исследуемым образцом разместили в камере из нержавеющей стали, где создали воздушно-водородную смесь с контролируемо изменяемой концентрацией водорода.

Между двумя сторонами образца, газочувствительной из оксида вольфрама и подложкой из карбида кремния возникал ток, который был тем сильнее, чем выше поднималась концентрация водорода. Подача водорода в камеру до концентрации в два процента вызывала 15-кратный рост силы сигнала. Это заметно выше отклика такой же газоанализирующей системы, работающей по традиционной схеме. При этом в эксперименте вновь созданная структура из оксида вольфрама и карбида кремния MOSiC функционировала без нанесения каталитического слоя из дорогостоящей платины. Также в отличие от обычного сенсора ей не требовался никакой источник питания.

Регистрация водорода и других взрывоопасных газов в сложных условиях — актуальная проблема в целом ряде отраслей промышленности. Как отмечают исследователи, их разработка позволит изготавливать эффективные детекторы потенциально опасных газов.

Соответствующая статья опубликована в Technical Physics Letters.

Тем временем дальневосточные ученые придумали, как обнаруживать сероводород.

Добавить в закладки
Комментарии
Вам понравилась публикация?
Расскажите, что вы думаете, и мы подберем подходящие материалы