Группа ученых из Национального исследовательского ядерного университета «МИФИ» разработала новый датчик водорода, который может работать в условиях высоких температур от 150 до 450 градусов Цельсия. Этот датчик будет полезен в различных отраслях, включая ядерную энергетику и металлургию, где контроль за содержанием водорода является важным аспектом безопасности.
Основой нового устройства является композитный материал, состоящий из карбида кремния и оксида вольфрама. Оба компонента известны своей высокой температурной стойкостью. При взаимодействии с водородом оксид вольфрама изменяет свои электрофизические свойства, что позволяет отслеживать наличие водорода в среде. Измеряя электрическое сопротивление этого композита, ученые могут определить, есть ли водород в воздухе или воде.
Контроль за водородом особенно актуален на атомных электростанциях, где вода циркулирует при температурах выше 300 градусов. В таких условиях может происходить образование пузырьков водорода, что в свою очередь может привести к микровзрывам и повреждению трубопроводов. Кроме того, опасность выделения водорода существует в нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности, где этот газ может образовываться в процессе производства.
Разработка датчика уже прошла лабораторные испытания и получила патент. Ученые планируют провести дополнительные испытания в условиях повышенного содержания водорода на полигоне МФТИ этим летом. Также они работают над созданием датчика, который сможет выдерживать температуры до 850 градусов.
По словам Алексея Соловьева, руководителя команды разработчиков, подобные устройства могут значительно повысить безопасность технологических процессов, где используется водород. Это важно не только для защиты оборудования, но и для предотвращения потенциальных аварий.
Новый датчик является примером того, как научные разработки могут находить применение в реальных условиях, помогая обеспечить безопасность и надежность работы в высокотехнологичных отраслях.
Разработка нового высокотемпературного датчика водорода представляет собой значительный шаг вперед в области сенсорных технологий, особенно для применения в металлургических производствах. Использование сапфировой подложки с напылением различных металлов и сплавов позволяет создать чувствительную систему, способную работать в условиях высокой температуры (от 450 до 850 градусов Цельсия), что является критически важным для многих промышленных процессов.
Принцип работы датчика
Датчик будет функционировать на основе разности электрических потенциалов, возникающих при взаимодействии водорода с разными металлическими покрытиями. Поскольку золото, платина и оксид никеля обладают различной каталитической активностью, при контакте с водородом на этих материалах будет происходить накопление электрического потенциала. Это позволит точно измерять уровень водорода в среде, что особенно важно для обеспечения безопасности и эффективности процессов, связанных с использованием водорода.
Применение
Первоначально высокотемпературный датчик предназначен для металлургических производств Госкорпорации «Росатом». Это может включать в себя такие процессы, как плавка металлов, где контроль за уровнем водорода критичен для предотвращения образования дефектов в металлических изделиях и обеспечения качества конечной продукции.
Патентование технологии
На данный момент технология проходит процедуру патентования, что свидетельствует о её инновационном характере и потенциальной коммерческой ценности. Защита интеллектуальной собственности важна для дальнейшего развития и внедрения данного датчика на рынок, а также для привлечения инвестиций и партнеров.
Перспективы
Если данная технология будет успешно внедрена, это может привести к значительному улучшению процессов контроля в металлургии и других отраслях, где требуется точное измерение уровня водорода. Кроме того, развитие таких технологий может способствовать более широкому использованию водорода как чистого энергетического источника, что актуально в свете глобальных усилий по переходу на устойчивые источники энергии.
Источник: scientificrussia.ru
Читайте также:
Понравилась статья? Тогда ставьте лайк 👍 и подписывайтесь на наш канал. Это поможет нам понять, что вам действительно интересно, – чтобы рассказать об этом более подробно. Посещайте наш сайт (www.pagz.info) и наш телеграм-канал (ПАГЗ ИНФО), чтобы ознакомиться с более подробной информацией по этой теме.