p O hidrogênio está desempenhando um papel cada vez mais importante na transição para uma economia totalmente sustentável. Já está sendo usado em larga escala na indústria, mas também está sendo usado com mais frequência para armazenamento de energia sustentável e como combustível para veículos grandes e pesados ​​em particular. Existem planos para converter a rede de gás natural existente em uma rede de hidrogênio. Contudo, Sob certas circunstâncias, hidrogênio é um combustível e às vezes até mesmo um gás explosivo, portanto, é importante rastrear os menores vazamentos de hidrogênio o mais rápido possível. Isso torna mais barato, sensores confiáveis ​​que podem detectar rapidamente pequenas quantidades de hidrogênio de vital importância. Os pesquisadores da TU Delft desenvolveram um material extremamente adequado para essa tarefa. p Atualmente, o hidrogênio é geralmente detectado com equipamentos relativamente grandes e caros, que muitas vezes precisa de oxigênio e eletricidade para funcionar corretamente. Esta combinação de oxigênio e eletricidade pode ser perigosa perto do hidrogênio, tornando os sensores inadequados para muitas aplicações.

p Os sensores óticos de hidrogênio não apresentam essas desvantagens. Este tipo de sensor baseia-se no fato de que as propriedades ópticas de alguns materiais mudam quando absorvem hidrogênio no momento em que o hidrogênio está presente próximo ao sensor. Esta mudança nas propriedades ópticas pode, por exemplo, ser medida considerando a quantidade de luz refletida pelo material. A chave aqui é encontrar um material sensor que absorva gradualmente mais hidrogênio à medida que a concentração de hidrogênio nas proximidades do sensor aumenta.

p Todos os materiais de detecção atualmente conhecidos têm suas limitações. Por exemplo, eles podem medir quantidades relativamente altas de hidrogênio, responder devagar, só funcionam em altas temperaturas (> 90 ° C), ou são muito complicados de fazer. O sensor Delft, com base em tântalo e paládio, não tem nenhuma dessas desvantagens:É capaz de detectar o hidrogênio com precisão em temperatura ambiente, bem como em temperaturas mais altas e em baixas e altas concentrações.

p Em sua busca pelo melhor material de detecção para um sensor óptico de hidrogênio, os pesquisadores de Delft usaram uma ampla gama de técnicas avançadas para caracterizar os materiais. "Além das medidas ópticas, usamos raios-X e radiação de nêutrons produzidos por nosso próprio reator de pesquisa em Delft para obter uma melhor compreensão dos materiais, "explica Lars Bannenberg." A partir dessas medições, adquirimos uma compreensão mais profunda dos materiais, o que nos permite melhorar as propriedades dos materiais. Por exemplo, aproveitamos o fato de que os materiais se comportam de maneira um pouco diferente do que costumamos fazer quando são extremamente finos. O sensor de hidrogênio definitivo, portanto, conterá apenas uma fina camada do material descoberto com uma espessura de menos de um milésimo de um fio de cabelo humano. "

p Balança de cozinha

p O que torna este material especial é que ele pode medir o hidrogênio em pelo menos sete ordens de magnitude de pressão. Isso é comparável a uma balança de cozinha que pode medir qualquer coisa desde alguns gramas de farinha até o peso de um elefante, e todos com a mesma precisão relativa. Isso torna o sensor muito versátil:ele pode ser usado para medir os menores vazamentos de hidrogênio em uma estação de abastecimento de hidrogênio, por exemplo, e também para determinar a quantidade de hidrogênio em uma célula de combustível de hidrogênio.

p Outro aspecto útil é a velocidade de resposta excepcional do material de detecção:ele reage a uma mudança na concentração de hidrogênio em uma fração de segundo, muito mais rápido do que a maioria dos materiais, que geralmente têm tempos de resposta de várias dezenas de segundos ou até minutos. O fato de um único material poder fazer tudo isso foi uma surpresa para a própria equipe:"Pensamos que poderíamos melhorar um pouco os materiais atuais, mas que nosso material acabasse tendo todas essas propriedades úteis ia além de nossos sonhos mais selvagens, "diz Bernard Dam.

p Planos ambiciosos

p Um pedido de patente para o novo material de detecção foi submetido e o jornal internacionalmente conhecido Advanced Functional Materials publicou um artigo sobre a descoberta. Existem planos ambiciosos para o futuro próximo. Por exemplo, os pesquisadores também querem ver se o material também pode ser usado em sensores adequados para uso em temperaturas muito baixas (-50 ° C), de modo que também podem ser usados ​​em aeronaves. "Além disso, estamos explorando a possibilidade de construir um sensor de protótipo que também funcione fora do laboratório, "diz Herman Schreuders." Além disso, queremos ver se os sensores podem ser usados ​​em células de combustível de hidrogênio. "