Un team di fisici della Immanuel Kant Baltic Federal University, insieme ai colleghi della National Research Nuclear University MEPhI (NRNU MEPhI), ha sviluppato un rilevatore di idrogeno nelle miscele di gas a base di ossido di tungsteno. Hanno prodotto sottili film di ossido di tungsteno con vari additivi e ne hanno confrontato le caratteristiche. Uno dei rivelatori di pellicola ha dimostrato un aumento della sensibilità di 100 volte rispetto a un campione di controllo. L'articolo è stato pubblicato su Film solidi sottili .

L'idrogeno è uno dei gas più utilizzati al mondo, utilizzato nell'industria chimica e negli esperimenti di fusione nucleare controllata. Le sue molecole hanno la massa e le dimensioni più piccole possibili, ed è quindi estremamente difficile da immagazzinare in qualsiasi nave, poiché fuoriesce da quasi tutte le aperture. Le perdite di idrogeno sono molto pericolose per l'industria, poiché l'idrogeno miscelato con l'ossigeno forma gas detonante esplosivo. Con lo sviluppo del settore energetico a idrogeno, la prevenzione delle perdite diventa un importante problema di sicurezza.

Per evitare perdite di idrogeno, la sua concentrazione in un impianto industriale dovrebbe essere costantemente monitorata. Di solito questo viene fatto con rilevatori di gas, i più popolari dei quali sono gli analizzatori amperometrici. Si basano sulla capacità dei gas di modificare la conduttività elettrica dei metalli a contatto con essi. Nel corso delle misurazioni, tensione fissa viene applicata alle estremità di una piastra metallica, e un dispositivo misura la forza della corrente che lo attraversa. Poiché la forza della corrente dipende direttamente dalla conduttività di un materiale, quando la concentrazione di idrogeno aumenta, cambia anche la conduttività. La sensibilità delle misurazioni è determinata dalle proprietà del sensore, cioè la piastra sotto tensione.

Scienziati e colleghi della BFU di NRNU MEPhI hanno studiato nuovi materiali a base di ossido di tungsteno (WOx). Uno di questi è stato ottenuto mediante deposizione di WOx su un substrato di carburo di silicio (SiC). Un altro materiale è stato sviluppato allo stesso modo, ma lo strato di ossido di tungsteno è stato ricoperto con un ulteriore rivestimento di platino. Quindi gli scienziati hanno determinato la sensibilità dei due film applicando loro una tensione e inserendoli in un ambiente di ossigeno. Dopo di che, Ad esso è stato aggiunto il 2% di idrogeno. Il materiale senza il rivestimento in platino ha dimostrato un aumento di 15 volte della resistenza attuale rispetto all'ossido di tungsteno puro. Quando la stessa proprietà è stata misurata nel secondo materiale, ha mostrato un aumento di 100 volte.

"Abbiamo studiato nanomateriali che possono essere utilizzati come base per sensori di perdite di idrogeno. Nel corso del nostro lavoro, abbiamo identificato i requisiti per le proprietà strutturali di questi materiali che dovrebbero garantire un'elevata efficienza di rilevamento dei gas, "dice il dottor Alexander Goikhman, coautore del lavoro e responsabile del Centro di ricerca e formazione per i nanomateriali funzionali.