Een team van natuurkundigen van de Immanuel Kant Baltic Federal University heeft samen met hun collega's van de National Research Nuclear University MEPhI (NRNU MEPhI) een op wolfraamoxide gebaseerde detector van waterstof in gasmengsels ontwikkeld. Ze maakten dunne wolfraamoxidefilms met verschillende additieven en vergeleken hun eigenschappen. Een van de filmdetectoren vertoonde een 100-voudige toename in gevoeligheid in vergelijking met een controlemonster. Het artikel is gepubliceerd in Dunne vaste films .

Waterstof is een van de meest gebruikte gassen ter wereld, gebruikt in de chemische industrie en in gecontroleerde kernfusie-experimenten. De moleculen hebben de kleinst mogelijke massa en grootte, en het is daarom uiterst moeilijk op te slaan in een vat, omdat het uit bijna elke opening lekt. Waterstoflekkage is zeer gevaarlijk voor de industrie, als waterstof gemengd met zuurstof explosief detonerend gas vormt. Met de ontwikkeling van de waterstofenergiesector, het voorkomen van lekkages wordt een belangrijk veiligheidsthema.

Om waterstoflekken te voorkomen, de concentratie ervan in een industriële faciliteit moet voortdurend worden gecontroleerd. Meestal gebeurt dit met gasdetectoren, de meest populaire daarvan zijn amperometrische analysers. Ze zijn gebaseerd op het vermogen van gassen om de elektrische geleidbaarheid van metalen te veranderen bij contact ermee. Tijdens de metingen, vaste spanning wordt toegepast op de uiteinden van een metalen plaat, en een apparaat meet de sterkte van de stroom die er doorheen gaat. Omdat de stroomsterkte direct afhangt van de geleidbaarheid van een materiaal, wanneer de concentratie van waterstof toeneemt, geleidbaarheid verandert ook. De gevoeligheid van metingen wordt bepaald door de eigenschappen van de sensor, d.w.z. de plaat onder spanning.

Wetenschappers van BFU en collega's van NRNU MEPhI bestudeerden nieuwe materialen op basis van wolfraamoxide (WOx). Een daarvan is verkregen door middel van het afzetten van WOx op een siliconencarbide (SiC) substraat. Een ander materiaal werd op dezelfde manier ontwikkeld, maar de wolfraamoxidelaag was bedekt met een extra platinacoating. Vervolgens bepaalden de wetenschappers de gevoeligheid van de twee films door er spanning op te zetten en ze in een zuurstofomgeving te plaatsen. Daarna, Er werd 2 procent waterstof aan toegevoegd. Het materiaal zonder de platinacoating vertoonde een 15-voudige toename van de stroomsterkte in vergelijking met puur wolfraamoxide. Toen dezelfde eigenschap werd gemeten in het tweede materiaal, het vertoonde een 100-voudige toename.

"We hebben nanomaterialen bestudeerd die kunnen worden gebruikt als basis voor waterstoflekkagesensoren. In de loop van ons werk hebben we we hebben de vereisten voor de structurele eigenschappen van deze materialen geïdentificeerd die een hoge gasdetectie-efficiëntie moeten garanderen, " zegt Dr. Alexander Goikhman, een co-auteur van het werk en het hoofd van het onderzoeks- en educatief centrum voor functionele nanomaterialen.