Natuurkundigen van het Fraunhofer Instituut voor Telecommunicatie hebben een optische vezel aangepast om
“We werken bijvoorbeeld met katalytische lagen,palladium of palladiumlegeringen”, zegt Günther Flachenecker, onderzoeker aan het Instituut voor Telecommunicatie. Fraunhofer. Palladium heeft het vermogen om waterstof op te nemen als een spons. Zodra de twee stoffen elkaar ontmoeten, valt de waterstof uiteen in atomen die het palladiumkristalraamwerk binnendringen.”
Opname van waterstofatomen in de palladiumstructuurleidt tot een verlenging van de optische vezel, merken de onderzoekers op. Dit kan direct worden gemeten door de verandering in gereflecteerde lichtsignalen met behulp van een Bragg-vezelrooster. Als de concentratie waterstof in de lucht rond de sensor daalt, komen de gasatomen vrij uit het palladium en trekt de optische vezel samen. In dit geval wordt de coating niet beschadigd, waardoor de sensor herhaaldelijk kan worden gebruikt.
Wetenschappers benadrukken dat de opname van waterstofalleen mogelijk vanwege de kleine omvang van atomen. Andere stoffen zullen niet kunnen integreren in de palladiumstructuur, wat betekent dat valse activering van de sensor is uitgesloten.
Waterstof wordt beschouwd als een veelbelovendeen milieuvriendelijke brandstof, maar het gebruik ervan brengt bepaalde risico's met zich mee. Naast het ontstekingsgevaar dat inherent is aan alle brandstoffen, kunnen waterstoflekken in tanks of pijpleidingen leiden tot een enorme explosie. Als de concentratie waterstof in de lucht een grens van 4% overschrijdt, die snel bereikt kan worden met voldoende druk in een waterstoftank, is een enkele vonk voldoende om een explosie te veroorzaken, constateren de onderzoekers.
"Er zijn commerciële apparaten op de markt die zijn ontworpen om het waterstofniveau te meten, in de regel zijn dit katalytische thermochemische of galvanische sensoren.Beide soorten sensoren worden aangedreven door elektriciteit.Daarom kan een storing van het apparaat of de draden een explosie veroorzaken die ze hadden moeten voorkomen", merkt opFlachenecker.
Elektronica voor het registreren van meetgegevensglasvezelsensoren, zoals een spectrometer voor het evalueren van sensormetingen, kunnen op een veilige plaats op elke afstand worden geïnstalleerd. Geen direct contact met elektriciteit minimaliseert de kans op een explosie.
De ontwikkelaars geloven dat de sensoren die ze hebben gemaaktkan een integraal onderdeel worden van voertuigen op waterstof, benzinestations en autoreparatiewerkplaatsen. Daarnaast maakt de technologie het mogelijk om een groot netwerk van sensoren te creëren die op veel punten tegelijkertijd de waterstofinfrastructuur monitort.
Lees verder:
Kernfusie heeft geen miljoenen graden meer nodig: hoe de nieuwe methode werkt
Vliegtuig A380 voltooit eerste vlucht met plantaardige olie
Wetenschappers begrijpen eindelijk hoe zachte vloeistofdruppels harde oppervlakken vernietigen