Nuevos sensores protegen vehículos de hidrógeno eliminando chispas

El hidrógeno como alternativa limpia y renovable a los combustibles fósiles es parte de un futuro energético sostenible; sin embargo, las preocupaciones persistentes sobre inflamabilidad han limitado el uso generalizado del hidrógeno como fuente de energía para vehículos eléctricos. Los vehículos de hidrógeno pueden recargarse mucho más rápido y recorrer más distancia sin recargar que los vehículos eléctricos actuales, que usan energía de baterías. Pero uno de los últimos obstáculos para la energía de hidrógeno es asegurar un método seguro para detectar hidrógeno.

Sensor óptico sin chispas, barato, más sensible y rápido

Investigadores han desarrollado un sensor de hidrógeno óptico, barato, sin chispas, que es más sensible y rápido que modelos previos. La mayoría de sensores comerciales de hidrógeno detectan el cambio de una señal electrónica en materiales activos al interactuar con gas hidrógeno, lo que puede potencialmente inducir ignición del gas hidrógeno por chispas eléctricas. El nuevo sensor detecta la presencia de hidrógeno sin electrónica.

Aplicaciones más allá de vehículos: toda la economía del hidrógeno

La energía de hidrógeno tiene muchas más aplicaciones que impulsar vehículos eléctricos y las tecnologías de mitigación de inflamabilidad son críticas. Sensores robustos para detección de fugas de hidrógeno y control de concentración son importantes en todas las etapas de la economía basada en hidrógeno, incluyendo producción, distribución, almacenamiento y utilización en procesamiento y producción de petróleo, fertilizantes, aplicaciones metalúrgicas, electrónica, ciencias ambientales, y salud y seguridad.

Tres problemas clave: tiempo de respuesta, sensibilidad y costo

Los tres problemas clave asociados con sensores de hidrógeno son tiempo de respuesta, sensibilidad y costo. La tecnología principal actual para sensores ópticos de H₂ requiere un monocromador costoso para registrar un espectro, seguido de análisis de comparación de desplazamiento espectral.

Nanosensores: de 100 ppm a 2 ppm, dólares por chip

Los nuevos nanosensores pasan de detección de hidrógeno en alrededor de 100 partes por millón a 2 partes por millón, a un costo de unos pocos dólares por chip sensor. El nuevo dispositivo óptico se basa en la nanofabricación de una plantilla de nanoesferas recubierta con una capa de aleación de paladio-cobalto. Cualquier hidrógeno presente se absorbe rápidamente y luego se detecta por un LED. Un detector de silicio registra la intensidad de la luz transmitida.