Uma equipe de físicos da Immanuel Kant Baltic Federal University juntamente com seus colegas da National Research Nuclear University MEPhI (NRNU MEPhI) desenvolveram um detector de hidrogênio em misturas de gases à base de óxido de tungstênio. Eles fabricaram filmes finos de óxido de tungstênio com vários aditivos e compararam suas características. Um dos detectores de filme demonstrou um aumento de 100 vezes na sensibilidade quando comparado a uma amostra de controle. O artigo foi publicado em Películas Sólidas Finas .

O hidrogênio é um dos gases mais usados ​​no mundo, usado na indústria química e em experimentos de fusão nuclear controlada. Suas moléculas têm a menor massa e tamanho possíveis, e é, portanto, extremamente difícil de armazenar em qualquer navio, uma vez que vaza de quase qualquer abertura. Vazamentos de hidrogênio são muito perigosos para a indústria, como o hidrogênio misturado com o oxigênio forma gás detonante explosivo. Com o desenvolvimento do setor de energia do hidrogênio, a prevenção de vazamentos torna-se uma importante questão de segurança.

Para evitar vazamentos de hidrogênio, sua concentração em uma instalação industrial deve ser monitorada constantemente. Normalmente, isso é feito com detectores de gás, os mais populares são os analisadores amperométricos. Eles se baseiam na capacidade dos gases de alterar a condutividade elétrica dos metais ao entrar em contato com eles. No decorrer das medições, tensão fixa é aplicada às extremidades de uma placa de metal, e um dispositivo mede a intensidade da corrente que passa por ele. Como a força da corrente depende diretamente da condutividade de um material, quando a concentração de hidrogênio aumenta, a condutividade muda também. A sensibilidade das medições é determinada pelas propriedades do sensor, ou seja, a placa sob tensão.

Cientistas da BFU e colegas do NRNU MEPhI estudaram novos materiais baseados em óxido de tungstênio (WOx). Um deles foi obtido por meio da deposição de WOx sobre substrato de carboneto de silicone (SiC). Outro material foi desenvolvido da mesma maneira, mas a camada de óxido de tungstênio foi coberta com revestimento de platina adicional. Em seguida, os cientistas determinaram a sensibilidade dos dois filmes aplicando voltagem a eles e colocando-os em um ambiente de oxigênio. Depois disso, 2 por cento de hidrogênio foi adicionado a ele. O material sem o revestimento de platina demonstrou um aumento de 15 vezes na força da corrente em comparação com o óxido de tungstênio puro. Quando a mesma propriedade foi medida no segundo material, mostrou um aumento de 100 vezes.

“Estudamos nanomateriais que podem ser usados ​​como base para sensores de vazamento de hidrogênio. No decorrer de nosso trabalho, identificamos os requisitos para as propriedades estruturais desses materiais que devem garantir alta eficiência de detecção de gás, "diz o Dr. Alexander Goikhman, coautor do trabalho e chefe do Centro Educacional e de Pesquisa de Nanomateriais Funcionais.