L'idrogeno è considerato una delle fonti energetiche alternative promettenti. Tuttavia, la sua applicazione come vettore energetico è complicata a causa della sua natura altamente esplosiva se miscelata con l'ossigeno. Queste situazioni pericolose possono sorgere, Per esempio, in caso di perdite di idrogeno dal serbatoio in cui è immagazzinato.

"Perciò, è necessario rilevare le molecole di idrogeno in una miscela di gas. Attualmente, ci sono vari metodi, compresi sensori elettronici, anche se sono una potenziale fonte di scintilla. Nel rispetto, abbiamo rivolto la nostra attenzione alla fibra ottica. Questo è un materiale semplice e disponibile in commercio. Inoltre, un sensore può essere azionato a distanza, poiché la fibra ottica fornisce un trasferimento di informazioni rapido e facile su lunghe distanze. Il sensore può essere installato nel motore di una macchina alimentata a idrogeno o in una stazione di rifornimento, "Pavel Postnikov, uno degli autori e Professore Associato della TPU Research School of Chemistry &Applied Biomedical Sciences, dice.

La fibra ottica è un sottile filamento di materiale otticamente trasparente, per esempio. vetro o plastica, in grado di trasmettere informazioni digitali sotto forma di impulso luminoso. I ricercatori hanno modificato le fibre rimuovendo un frammento della guaina della fibra e applicando al suo posto un sottile strato d'oro attraverso lo sputtering del magnetron. Sulla superficie di questa zona dorata, si verifica l'effetto della risonanza plasmonica di superficie. È la sorgente del segnale analitico. I ricercatori hanno utilizzato questa area dorata da una soluzione a matrice come base per una struttura metallo-organica costituita da molecole di zinco e particolari composti organici.

"Questo telaio è estremamente sensibile all'idrogeno, poiché cattura le sue molecole dall'aria. Inoltre, è inerte ad altri gas. Tali sensori sono paragonabili a un cromatografo fisso che è dieci volte più costoso e richiede personale qualificato. Per adesso, siamo riusciti a raggiungere un limite di sensibilità e rilevamento inferiore al 2%. In altre parole, il nostro sensore è in grado di rilevare l'idrogeno nell'aria a una concentrazione inferiore al 2%, mentre la soglia esplosiva inferiore di una miscela di idrogeno e ossigeno è di circa il 4%, "dice Pavel Postnikov.

I principali vantaggi del sensore abbracciano la semplicità, sensibilità, e un'opzione per una rapida diagnostica remota.

"Un'altra caratteristica importante è la resistenza del sensore ai gas ossidanti, ad esempio, diossido di carbonio, e vari ossidi. È un problema per i sensori moderni poiché questi gas interferiscono con l'assorbimento dell'idrogeno. Il nostro sensore può lavorare facilmente all'aria aperta pieno di tali gas, " aggiunge il ricercatore.