Les capteurs éliminent le risque d'étincelles dans les véhicules à hydrogène

L'hydrogène en tant qu'alternative propre et renouvelable aux combustibles fossiles fait partie d'un avenir énergétique durable, et déjà bien présent. Cependant, les préoccupations persistantes concernant l'inflammabilité ont limité l'utilisation généralisée de l'hydrogène comme source d'énergie pour les véhicules électriques. Les avancées précédentes ont minimisé le risque, mais de nouvelles recherches de l'Université de Géorgie placent désormais 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 trouver une méthode sûre pour détecter les fuites d'hydrogène.

Une nouvelle étude documente un capteur d'hydrogène optique peu coûteux et sans étincelle, 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'allumage de l'hydrogène gazeux par des étincelles électriques", a déclaré Tho Nguyen, professeur agrégé. "Nos capteurs d'hydrogène optiques sans étincelle détectent la présence d'hydrogène sans électronique, ce qui rend le processus beaucoup plus sûr."

L'énergie hydrogène a de nombreuses autres applications que la simple alimentation des véhicules électriques, les technologies d'atténuation de l'inflammabilité sont donc 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 domaines liés à la sécurité.

Les trois principaux problèmes 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 d'une analyse de comparaison de décalage spectral.

"Avec nos nano-capteurs optiques basés sur l'intensité, nous passons de la détection de l'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 celui du meilleur appareil optique actuellement disponible dans la littérature."

Le nouveau dispositif optique repose sur la nanofabrication d'un gabarit de nanosphères recouvert d'une couche d'alliage Palladium Cobalt. Tout 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 trouver les éléments appropriés avec un bon équilibre dans l'alliage et concevoir la nanostructure pour amplifier les changements subtils de transmission de la lumière après l'absorption d'hydrogène leur a permis d'établir une nouvelle référence pour la rapidité et la sensibilité de ces capteurs. /P>