Аммиак - весьма многообещающее морское топливо для крупных кораблей благодаря его нулевым выбросам углерода, безопасному хранению и высокой плотности при сжижении.
Но он же - довольно токсичное ядовитое для большинства организмов соединение, у человека вызывающее сильное раздражение органов дыхания. В связи с этим надо разработать оперативный и точный метод мониторинга аммиака в дальних морских рейсах.
Недавно исследовательская группа под руководством профессора Фэн Ляна из Даляньского института химической физики (DICP) Китайской академии наук (CAS) в сотрудничестве с группой профессора Сюй Миньи из Даляньского морского университета разработала полноценную беспроводную систему контроля утечек аммиака с автономным питанием для судов, работающих на этом газе.
Казалось бы, такая система не может быть сложной. Однако для необходимого уровня работы, как оказалось, требуется система выработки электричества, которую сконструировали на базе сотового трибоэлектрического наногенератора - устройства, которое хитрым путем преобразует вибрацию от двигателя корабля в электроэнергию. Главной частью является модуль обнаружения аммиака с помощью полипиррола, проводящего органического полимера, пронизанного углеродными нанотрубками. Также там присутствует система передачи дистанционного сигнала в сети Bluetooth.
Синергетический эффект между полимером и нанотрубками позволяет повысить электронную проводимость. Таким образом, датчик показывает время отклика в 90 с (при комнатной температуре), высокую стабильность, а также низкий предел обнаружения, иными словами, он способен засечь даже очень малую концентрацию аммиака.
Исследователи протестировали систему на экспедиционном корабле. Вся сенсорная система безотказно работала в низкоуровневой кабине корабля с высокой температурой и высокой влажностью, подтвердив свой потенциал на практике.
«Беспроводная система обнаружения с автономным питанием может осуществлять долгосрочный необслуживаемый мониторинг утечки аммиака во время морских путешествий. Ожидается, что он сыграет важную роль в дальнейшем применении и продвижении энергии аммиака»
– сказал профессор Фэн.