Новый российский водородный датчик выдерживает до 850 градусов по Цельсию
Оригинальный промышленный датчик водорода, способный работать при высоких температурах (от 150 до 450 градусов по Цельсию), разработала группа сотрудников и студентов Института лазерных и плазменных технологий НИЯУ МИФИ. По словам ученых, он поможет избежать взрывов на предприятиях атомной, химической и металлургической промышленности.
Водород – чрезвычайно горючий и взрывоопасный газ, поэтому во всех технологических процессах, где он используется или может образовываться, необходим мониторинг его содержания в воде или воздухе. Однако до последнего времени датчика водорода, способного работать при высоких температурах на промышленных объектах, не было. Только в этом году, в феврале, случилось ЧП, связанных с утечкой водорода на алюминиевом заводе Nedal в нидерландском Утрехте. 119 сотрудников завода были эвакуированы и размещены на территории соседнего предприятия. Пожарные останавливали работу завода, чтобы обеспечить проветривание помещений.
Как рассказал руководитель команды российских разработчиков Алексей Соловьев, основе разработанного и запатентованного датчика находится композитный материал, включающий подложку из карбида кремния, на которую напыляется тонкая пленка оксида вольфрама. При взаимодействии с водородом у оксида вольфрама меняются электрофизические свойства. По ним-то специалисты и делают выводы о наличие водорода в окружающей среде.
Новый прибор планируется испытать летом этого года в условиях повышенного содержания водорода на полигоне.
– Подобные датчики могут пригодиться на атомных электростанциях, в которых вода циркулирует часто при очень высоких температурах (свыше 300 градусов), что может вызывать ее частичный распад с образованием пузырьков водорода, – говорит Соловьев. – Эти пузырьки могут провоцировать микровзрывы и разрушать стенки трубопроводов. Также опасность выделения водорода существует в нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности, а также на производстве азотных удобрений.
Параллельно идет разработка другого датчика водорода, способного работать при еще более высоких температурах – от 450 до 850 градусов. Он основан на иных физических принципах – его «чувствительная» подложка будет из сапфира с напыленными на нее зонами разных металлов и сплавов (предположительно золота, платины и оксида никеля). Поскольку эти элементы по-разному ведут себя при таких температурах, при взаимодействии с водородом на них накапливается разный электрический потенциал. Уровень водорода в среде будет определяться путем измерения разности потенциалов между двумя материалами (например, платиной и золотом).
Источник: www.mk.ru