Fyzici vytvárajú bezpečné vodíkové senzory z optických vlákien

Fyzici z Ústavu telekomunikácií pomenovaní po. Fraunhofer upravil optické vlákno na vytvorenie

vodíkový senzor.Pomocou lasera inžinieri vytvoria Braggovu mriežku v jadre optického vlákna. Táto štruktúra poskytuje selektívny odraz svetla so špecifickou vlnovou dĺžkou. Potom sa okolo citlivej časti vlákna, ktorá môže reagovať s vodíkom, nanesie povlak.

„Pracujeme s katalytickými vrstvami, napr.paládium alebo zliatiny paládia,“ hovorí Günther Flachenecker, výskumník z Inštitútu pre telekomunikácie. Fraunhofer. Paládium má schopnosť absorbovať vodík ako špongia. Hneď ako sa tieto dve látky stretnú, vodík sa rozpadne na atómy, ktoré preniknú cez rám kryštálov paládia.“

Zahrnutie atómov vodíka do štruktúry paládiaVedci poznamenávajú, že vedie k predĺženiu optického vlákna. To možno okamžite merať zmenou odrazených svetelných signálov pomocou vláknovej Braggovej mriežky. Keď koncentrácia vodíka vo vzduchu okolo senzora klesá, atómy plynu sa uvoľňujú z paládia a optické vlákno sa sťahuje. V tomto prípade sa povlak nepoškodí, čo znamená, že snímač je možné použiť opakovane.

Vedci zdôrazňujú, že absorpcia vodíkamožné len kvôli malej veľkosti atómov. Iné látky sa nebudú môcť integrovať do štruktúry paládia, čo znamená, že falošné spustenie senzora je vylúčené.

Vodík sa považuje za perspektívnya ekologické palivo, no jeho používanie je spojené s určitými rizikami. Okrem nebezpečenstva vznietenia, ktoré je vlastné všetkým palivám, môže únik vodíka z nádrží alebo potrubí viesť k masívnej explózii. Ak koncentrácia vodíka vo vzduchu prekročí hranicu 4 %, ktorú možno rýchlo dosiahnuť dostatočným tlakom vo vodíkovej nádrži, stačí na výbuch jediná iskra, poznamenávajú vedci.

„Na predaj sú dostupné komerčné zariadenia,Spravidla ide o katalytické termochemické alebo galvanické snímače, ktoré sú určené na meranie hladín vodíka. Oba typy snímačov fungujú na elektrinu. Porucha zariadenia alebo vodičov teda môže spôsobiť výbuch, ktorému mali zabrániť,“ poznamenáva Flahnecker.

Elektronika na zaznamenávanie nameraných údajovsenzory z optických vlákien, ako je spektrometer na vyhodnocovanie hodnôt senzorov, môžu byť inštalované na bezpečnom mieste v akejkoľvek vzdialenosti. Žiadny priamy kontakt s elektrinou minimalizuje možnosť výbuchu.

Vývojári veria, že senzory, ktoré vytvorilisa môže stať neoddeliteľnou súčasťou vozidiel na vodíkový pohon, čerpacích staníc, autoservisov. Okrem toho technológia umožňuje vytvorenie rozsiahlej siete senzorov, ktoré súčasne monitorujú vodíkovú infraštruktúru na mnohých miestach.

Čítaj viac:

Jadrová fúzia už nepotrebuje milióny stupňov: ako funguje nová metóda

Lietadlo A380 absolvovalo prvý let s rastlinným olejom

Vedci konečne pochopili, ako kvapôčky mäkkej kvapaliny ničia tvrdé povrchy