Waterstof wordt beschouwd als een van de veelbelovende alternatieve energiebronnen. Hoe dan ook, de toepassing ervan als energiedrager is gecompliceerd vanwege de zeer explosieve aard ervan bij vermenging met zuurstof. Deze gevaarlijke situaties kunnen zich voordoen, bijvoorbeeld, bij lekkage van waterstof uit de tank waar het is opgeslagen.

"Daarom, het is noodzakelijk om waterstofmoleculen in een gasmengsel te detecteren. Momenteel, er zijn verschillende methoden, inclusief elektronische sensoren, hoewel ze een potentiële bron van vonken zijn. In dit opzicht, we richtten onze aandacht op glasvezel. Dit is een eenvoudig en in de handel verkrijgbaar materiaal. In aanvulling, een sensor kan op afstand worden bediend, omdat glasvezel zorgt voor een snelle en gemakkelijke informatieoverdracht over lange afstanden. De sensor kan worden geïnstalleerd in de motor van een waterstof aangedreven machine of tankstation, "Pavel Postnikov, een van de auteurs en universitair hoofddocent van de TPU Research School of Chemistry &Applied Biomedical Sciences, zegt.

Optische vezel is een dun filament van optisch transparant materiaal, bijv. glas of kunststof, in staat om digitale informatie in de vorm van een lichtpuls te verzenden. De onderzoekers wijzigden vezels door een fragment van de vezelmantel te verwijderen en daarvoor in de plaats een fijn laagje goud aan te brengen door middel van magnetronsputteren. Op het oppervlak van dit gouden gebied, het effect van oppervlakteplasmonresonantie ontstaat. Het is de bron van het analytische signaal. De onderzoekers gebruikten dit gouden gebied uit een matrixoplossing als basis voor een metaal-organisch raamwerk bestaande uit zinkmoleculen en bepaalde organische verbindingen.

"Dit frame is extreem gevoelig voor waterstof, omdat het zijn moleculen uit de lucht haalt. Bovendien, het is inert voor andere gassen. Dergelijke sensoren zijn vergelijkbaar met een stationaire chromatograaf die tien keer duurder is en gekwalificeerd personeel vereist. Voor nu, we zijn erin geslaagd om een ​​gevoeligheid en een detectielimiet van minder dan 2% te bereiken. Met andere woorden, onze sensor kan waterstof in de lucht detecteren bij een concentratie lager dan 2%, terwijl de onderste explosiedrempel van een mengsel van waterstof en zuurstof ongeveer 4% is, ' zegt Pavel Postnikov.

De belangrijkste voordelen van de sensor zijn eenvoud, gevoeligheid, en een optie voor snelle diagnose op afstand.

"Een ander belangrijk kenmerk is de weerstand van de sensor tegen oxiderende gassen, bijvoorbeeld, kooldioxide, en verschillende oxiden. Het is een probleem voor de moderne sensoren omdat deze gassen de sorptie van waterstof verstoren. Onze sensor kan gemakkelijk in de open lucht vol met dergelijke gassen werken, ’, vult de onderzoeker aan.