Novos Sensores Protegem Veículos a Hidrogênio Eliminando Faíscas

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 do hidrogênio como fonte de energia para veículos elétricos. Veículos a hidrogênio podem reabastecer muito mais rapidamente e ir mais longe sem reabastecer que os veículos elétricos atuais, que usam energia de bateria. Mas um dos obstáculos finais à energia de hidrogênio é garantir um método seguro para detectar hidrogênio.

Sensor Óptico Barato, Livre de Faíscas e Mais Sensível

Pesquisadores desenvolveram um sensor de hidrogênio óptico, barato, livre de faíscas, que é mais sensível — e mais rápido — que modelos anteriores. A maioria dos sensores comerciais de hidrogênio detecta a mudança de um sinal eletrônico em materiais ativos na interação com gás hidrogênio, o que pode potencialmente induzir ignição do gás hidrogênio por faísca elétrica. O novo sensor detecta a presença de hidrogênio sem eletrônica.

Aplicações Além de Veículos Elétricos

A energia de hidrogênio tem muitas mais aplicações que alimentar veículos elétricos e 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 em processamento e produção de petróleo, fertilizantes, aplicações metalúrgicas, eletrônica, ciências ambientais, e saúde e segurança.

Três Problemas-Chave: Tempo de Resposta, Sensibilidade e Custo

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

Nanosensores: De 100 ppm para 2 ppm a Baixo Custo

Os novos nanosensores vão da detecção de hidrogênio em torno de 100 partes por milhão para 2 partes por milhão, a um custo de alguns dólares para um chip de detecção. O novo dispositivo óptico baseia-se na nanofabricação de um modelo de nanoesfera coberto com uma camada de liga de paládio cobalto. Qualquer hidrogênio presente é rapidamente absorvido, então detectado por um LED. Um detector de silício registra a intensidade da luz transmitida.