Sensores eliminam faíscas em veículos de hidrogênio

O hidrogênio como alternativa limpa e renovável aos combustíveis fósseis faz parte de um futuro de energia sustentável; no entanto, preocupações persistentes sobre inflamabilidade limitaram o uso generalizado de hidrogênio como fonte de energia para veículos elétricos. Os veículos movidos a hidrogênio podem reabastecer muito mais rapidamente e ir mais longe sem reabastecer do que os veículos elétricos atuais, que usam energia da bateria. Mas um dos obstáculos finais para a energia do hidrogênio é garantir um método seguro para detectar o hidrogênio.

Os pesquisadores desenvolveram um sensor de hidrogênio baseado em óptica, barato e sem faíscas que é mais sensível - e mais rápido - do que os modelos anteriores. A maioria dos sensores de hidrogênio comerciais detecta a mudança de um sinal eletrônico em materiais ativos após a interação com o gás hidrogênio, o que pode potencialmente induzir a ignição do gás hidrogênio por faíscas elétricas. O novo sensor detecta a presença de hidrogênio sem eletrônica.

A energia do hidrogênio tem muito mais aplicações do que a alimentação de veículos elétricos e as tecnologias de mitigação de inflamabilidade são críticas. Sensores robustos para detecção de vazamento de hidrogênio e controle de concentração são importantes em todos os estágios da economia baseada em hidrogênio, incluindo produção, distribuição, armazenamento e utilização no processamento e produção de petróleo, fertilizantes, aplicações metalúrgicas, eletrônica, ciências ambientais e saúde e segurança.

Os três principais problemas associados aos sensores de hidrogênio são tempo de resposta, sensibilidade e custo. Tecnologia mainstream atual para H₂ sensores ópticos requerem um monocromador caro para registrar um espectro, seguido pela análise de uma comparação de deslocamento espectral.

Os novos nanossensores vão desde a detecção de hidrogênio em cerca de 100 partes por milhão até 2 partes por milhão, a um custo de alguns dólares para um chip sensor. O novo dispositivo óptico conta com a nanofabricação de um modelo de nanoesferas coberto com uma camada de liga de paládio e cobalto. Qualquer hidrogênio presente é rapidamente absorvido e detectado por um LED. Um detector de silício registra a intensidade da luz transmitida.