Ultrasensibler elektrochemischer Wasserstoffsensor, der in der Lage ist, Spuren von Wasserstoffleckagen schnell zu erkennen

Laut Mems Consulting arbeitet kürzlich ein Forschungsteam der University of Missouri daran, die Sicherheit der Wasserstoffenergie zu maximieren. Da immer mehr Länder und Branchen erhebliche Investitionen in sauberere und erneuerbare Energien tätigen, werden wasserstoffbetriebene Anlagen und Fahrzeuge zunehmend beliebt. Wasserstoffkraftstoff birgt jedoch das Risiko von Leckagen, die Explosionen und andere Unfälle verursachen können, und stellt auch eine Bedrohung für die Umwelt dar. Derzeit sind die meisten auf dem Markt verfügbaren Wasserstoffdetektions-Sensoren teuer, nicht kontinuierlich betriebsfähig und weisen eine unzureichende Empfindlichkeit auf, wodurch es schwierig ist, Spuren von Leckagen schnell zu erkennen.
Aus diesem Grund machte sich Xiangqun Zeng, ein Forscher am College of Engineering der University of Missouri, zusammen mit seinem Team daran, einen idealen Wasserstoffsensor zu entwickeln. Sie konzentrierten sich dabei auf sechs Schlüsselmerkmale: Empfindlichkeit, Selektivität, Ansprechgeschwindigkeit, Stabilität, Größe und Kosten. Die entsprechenden Forschungsergebnisse tragen den Titel „PtNi Nanokristall – Ionenflüssigkeits-Schnittstellen: Eine innovative Plattform für leistungsfähige und zuverlässige H2-Detektion“ und wurden kürzlich in der Fachzeitschrift ACS Sensors veröffentlicht. In dieser Arbeit stellten sie einen Prototyp eines extrem empfindlichen elektrochemischen Wasserstoffsensors vor, der kostengünstig ist und eine längere Lebensdauer aufweist, sowie in der Lage ist, äußerst geringe Mengen an Wasserstoffaustritt schnell und genau zu detektieren. Noch bemerkenswerter ist, dass dieser elektrochemische Wasserstoffsensor äußerst klein ist und etwa die Größe eines menschlichen Fingernagels hat.
Diese Forschung fördert nicht nur die Entwicklung von hochsensitiver und hochbeständiger Wasserstoffsensortechnologie, sondern enthüllt auch tiefgreifend den Wechselwirkungsmechanismus zwischen Platin-Nickel-Legierungs-Nanokristallen und ionischen Flüssigkeiten und liefert damit entscheidende Anleitung für die Konstruktion der nächsten Generation von Wasserstoffsensoren. Solche Sensoren können zukünftig in Bereichen wie Umweltüberwachung, industrieller Sicherheit und nachhaltigen Energiesystemen breit angewendet werden.