Les nouveaux capteurs optiques à hydrogène éliminent le risque d’étincelles: Véhicules à pile à hydrogène – voitures électriques sans prise – plus sûrs –

L’hydrogène en tant qu’alternative propre et renouvelable aux combustibles fossiles fait partie d’un avenir énergétique durable, et c’est déjà très concret. Cependant, les préoccupations persistantes concernant l’inflammabilité ont limité l’utilisation généralisée de l’hydrogène comme source d’énergie pour les véhicules électriques. Les progrès précédents ont minimisé le risque, mais de nouvelles recherches de l’Université de Géorgie mettent maintenant ce risque dans le rétroviseur.

Les véhicules à hydrogène peuvent faire le plein beaucoup plus rapidement et aller plus loin sans faire le plein que les véhicules électriques d’aujourd’hui, qui utilisent l’énergie de la batterie. Mais l’un des derniers obstacles à la production d’hydrogène est de garantir une méthode sûre pour détecter les fuites d’hydrogène.

Une nouvelle étude publiée dans Nature Communications documente un capteur d’hydrogène optique peu coûteux, sans étincelles, plus sensible – et plus rapide – que les modèles précédents.

«À l’heure actuelle, la plupart des capteurs d’hydrogène commerciaux détectent le changement d’un signal électronique dans les matériaux actifs lors de l’interaction avec l’hydrogène gazeux, ce qui peut potentiellement induire l’inflammation de l’hydrogène gazeux par des étincelles électriques», a déclaré Tho Nguyen, professeur agrégé de physique au Franklin College of Arts. et Sciences, co-chercheur principal du projet. “Nos capteurs d’hydrogène optiques sans étincelles détectent la présence d’hydrogène sans électronique, ce qui rend le processus beaucoup plus sûr.”

Pas seulement pour les voitures

L’hydrogène a beaucoup plus d’applications que l’alimentation des véhicules électriques, et les technologies de réduction de l’inflammabilité sont essentielles. Des capteurs robustes pour la détection des fuites d’hydrogène et le contrôle de la concentration sont importants à toutes les étapes de l’économie basée sur l’hydrogène, y compris la production, la distribution, le stockage et l’utilisation dans le traitement et la production du pétrole, les engrais, les applications métallurgiques, l’électronique, les sciences de l’environnement et la santé et la sécurité. -domaines connexes.

Les trois problèmes clés associés aux capteurs d’hydrogène sont le temps de réponse, la sensibilité et le coût. La technologie courante actuelle pour les capteurs optiques H2 nécessite un monochromateur coûteux pour enregistrer un spectre, suivi de l’analyse d’une comparaison de décalage spectral.

«Avec nos nano capteurs optiques basés sur l’intensité, nous passons de la détection d’hydrogène à environ 100 parties par million à 2 parties par million, pour un coût de quelques dollars pour une puce de détection», a déclaré Tho. “Notre temps de réponse de 0,8 seconde est 20% plus rapide que le meilleur appareil optique disponible actuellement rapporté dans la littérature.”

Comment ça fonctionne

Le nouveau dispositif optique repose sur la nanofabrication d’un gabarit de nanosphère recouvert d’une couche d’alliage Palladium Cobalt. L’hydrogène présent est rapidement absorbé, puis détecté par une LED. Un détecteur au silicium enregistre l’intensité de la lumière transmise.

«Tous les métaux ont tendance à absorber l’hydrogène, mais en trouvant les éléments appropriés avec un bon équilibre dans l’alliage et en concevant la nanostructure pour amplifier les changements subtils de transmission de la lumière après l’absorption d’hydrogène, nous avons pu établir une nouvelle référence pour la rapidité et la sensibilité de ces derniers. les capteurs peuvent l’être », a déclaré George Larsen, chercheur principal au Savannah River National Laboratory et co-chercheur principal du projet. “Tout en gardant la plate-forme de capteurs aussi simple que possible.”

La recherche est principalement soutenue par le département américain de l’Énergie et le programme de recherche et développement dirigés en laboratoire du SRNL.

Source de l’histoire:

Matériel fourni par l’Université de Géorgie. Original écrit par Alan Flurry. Remarque: le contenu peut être modifié pour le style et la longueur.

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