센서로 수소 차량의 스파크 위험 제거

화석 연료에 대한 깨끗하고 재생 가능한 대안으로서의 수소는 지속 가능한 에너지 미래의 일부이며 이미 여기에 있습니다. 그러나 가연성에 대한 지속적인 우려로 인해 전기 자동차의 전원으로 수소의 광범위한 사용이 제한되었습니다. 이전의 발전은 위험을 최소화했지만 조지아 대학의 새로운 연구는 이제 그 위험을 백미러에 표시합니다.

수소 자동차는 배터리 전원을 사용하는 오늘날의 전기 자동차보다 연료를 보급하지 않고도 훨씬 더 빨리 연료를 보급하고 더 멀리 갈 수 있습니다. 그러나 수소 발전의 마지막 장애물 중 하나는 수소 누출을 감지하는 안전한 방법을 확보하는 것입니다.

새로운 연구에서는 이전 모델보다 더 민감하고 더 빠른 저렴하고 스파크가 없는 광학 기반 수소 센서를 문서화했습니다.

부교수인 Tho Nguyen은 "현재 대부분의 상용 수소 센서는 수소 가스와 상호작용할 때 활성 물질의 전자 신호 변화를 감지하며, 이는 잠재적으로 전기 스파크에 의해 수소 가스 점화를 유발할 수 있습니다."라고 말했습니다. "우리의 불꽃 없는 광학 기반 수소 센서는 전자 장치 없이 수소의 존재를 감지하여 공정을 훨씬 더 안전하게 만듭니다."

수소 발전은 전기 자동차에 전력을 공급하는 것보다 훨씬 더 많은 응용 분야가 있으므로 가연성 완화 기술이 중요합니다. 수소 누출 감지 및 농도 제어를 위한 견고한 센서는 석유 처리 및 생산, 비료, 야금 응용, 전자, 환경 과학, 보건 및 보건 분야의 생산, 유통, 저장 및 활용을 포함하여 수소 기반 경제의 모든 단계에서 중요합니다. 안전 관련 분야.

수소 센서와 관련된 세 가지 주요 문제는 응답 시간, 감도 및 비용입니다. H2 광학 센서에 대한 현재 주류 기술은 스펙트럼을 기록하고 스펙트럼 이동 비교를 분석하기 위해 값비싼 모노크로메이터가 필요합니다.

"우리의 강도 기반 광학 나노 센서를 사용하면 감지 칩에 대해 몇 달러의 비용으로 약 100ppm의 수소 감지에서 2ppm으로 이동합니다."라고 Tho가 말했습니다. "0.8초의 응답 시간은 현재 문헌에 보고된 최상의 광학 장치보다 20% 더 빠릅니다."

새로운 광학 장치는 팔라듐 코발트 합금 층으로 덮인 나노구 템플릿의 나노 제작에 의존합니다. 존재하는 모든 수소는 빠르게 흡수되어 LED로 감지됩니다. 실리콘 검출기는 투과된 빛의 강도를 기록합니다.

모든 금속은 수소를 흡수하는 경향이 있지만 합금에서 적절한 균형을 유지하는 적절한 원소를 찾고 수소 흡수 후 광 투과의 미묘한 변화를 증폭하도록 나노구조를 엔지니어링함으로써 이 센서가 얼마나 빠르고 감도가 좋을 수 있는지에 대한 새로운 벤치마크를 설정할 수 있었습니다.