p Hidrogênio como um produto limpo, alternativa renovável aos combustíveis fósseis é parte de um futuro de energia sustentável, e muito já está aqui. Contudo, As preocupações persistentes sobre a inflamabilidade limitaram o uso generalizado de hidrogênio como fonte de energia para veículos elétricos. Os avanços anteriores minimizaram o risco, mas uma nova pesquisa da Universidade da Geórgia agora coloca esse risco no espelho retrovisor. p Os veículos a hidrogênio podem reabastecer muito mais rapidamente e ir mais longe sem reabastecer do que os veículos elétricos de hoje, que usam energia da bateria. Mas um dos obstáculos finais para a energia do hidrogênio é garantir um método seguro para detectar vazamentos de hidrogênio.

p Um novo estudo publicado em Nature Communications documenta um barato, sem faíscas, sensor de hidrogênio baseado em ótica que é mais sensível - e mais rápido - do que os modelos anteriores.

p "Agora mesmo, a maioria dos sensores de hidrogênio comerciais detecta a mudança de um sinal eletrônico em materiais ativos após a interação com o gás hidrogênio, que pode potencialmente induzir a ignição de gás hidrogênio por faíscas elétricas, "disse Tho Nguyen, professor associado de física no Franklin College of Arts and Sciences, um co-investigador principal do projeto. "Nossos sensores de hidrogênio óptico sem faísca detectam a presença de hidrogênio sem eletrônicos, tornando o processo muito mais seguro. "

p Não só para carros

p A energia do hidrogênio tem muito mais aplicações do que alimentar 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, fertilizante, aplicações metalúrgicas, eletrônicos, Ciencias ambientais, e em áreas relacionadas à saúde e segurança.

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

p "Com nossos nano sensores ópticos baseados em intensidade, vamos da detecção de hidrogênio em cerca de 100 partes por milhão para 2 partes por milhão, a um custo de alguns dólares por um chip sensor, "Disse Tho." Nosso tempo de resposta de 0,8 segundos é 20% mais rápido do que o melhor dispositivo óptico disponível relatado na literatura agora. "

p Como funciona

p O novo dispositivo óptico se baseia na nanofabricação de um molde de nanosfera 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.

p "Todos os metais tendem a absorver hidrogênio, mas encontrando os elementos adequados com um equilíbrio certo na liga e projetando a nanoestrutura para amplificar mudanças sutis na transmissão de luz após a absorção de hidrogênio, conseguimos definir um novo benchmark para o quão rápido e sensível esses sensores podem ser, "disse George Larsen, um cientista sênior do Laboratório Nacional de Savannah River e co-investigador principal do projeto. "Tudo isso mantendo a plataforma do sensor o mais simples possível."