Görülebilir Hidrojen için Yeni Sensör Teknolojisi
Fotoğraf: H2O dozajlamanın önerilen etkisinin şeması, boya moleküllerinin moleküler hareketliliği (mavi çizgilerle gösterilmiştir) ve H2 belirteci SP’lerin gözenekli yapısında rezonansın iki adımlı tersinmez resazurin/hidroresorufin renk değişikliği reaksiyonunun gözlemi. (Wiley-VCH Verlag)
Erlangen Üniversitesi (Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg, FAU) Kimya ve Eczacılık Bölümü ve Termal Proses Teknolojileri Kürsüsü araştırmacıları yangın ve patlama riskini önlemek için görünmez hidrojen gazını çıplak gözle görünür hale getirmeyi başardılar. Araştırmalarının kilit noktası, suprapartiküller olarak bilinen, hidrojene yaklaştıkları anda renk değiştiren minik parçacıklardır.
Sonuçlar Advanced Functional Materials dergisinde (Supraparticles for Bare-Eye H2 Indication and Monitoring: Design, Working Principle, and Molecular Mobility) yayımlanmıştır.
Gelecekte, yenilenebilir enerji kullanılarak üretilen ‘yeşil’ hidrojenin sürdürülebilir ve iklim dostu bir enerji ekonomisinin önemli bir bileşeni haline gelmesi umuluyor. Hidrojen gazını ne görebilmemiz ne de koklayabilmemize rağmen, hava ile temas ettiğinde oldukça yanıcı ve son derece patlayıcıdır.
Hindenburg Zeppelin’in patlaması ve son zamanlarda Norveç’te bir hidrojen yakıt ikmal istasyonunun patlaması gibi tarihsel olaylar, eğer sürdürülebilir ve güvenli bir hidrojen ekonomisi kurmak istiyorsak, güvenlik önlemlerinin ne kadar önemli olduğunu göstermektedir.
FAU’daki araştırmacılar, hidrojeni kullanırken güvenliği artırmak için, Würzburg’daki Fraunhofer Silikat Araştırma Enstitüsü ISC’de geliştirilen bir konsepte dayanarak yenilikçi bir hidrojen sensörü için gerekli temel işlev mekanizmalarını araştırdılar. Projede şu araştırmacılar yer aldı: Inorganik Kimya Anabilim Dalı, Prof. Dr. Karl Mandel; İnterfaz Araştırma ve Kataliz Kürsüsü, Prof. Dr. Jörg Libuda ve Dr. Tanja Bauer; Teorik Kimya Anabilim Dalı, Prof. Dr. Dirk Zahn; Termal Proses Teknolojisi Kürsüsü, Prof. Dr. Matthias Thommes ve Teorik Kimya Kürsüsü, Prof. Dr. Andreas Görling.
Hidrojen sensörleri, örneğin boru hattında bir sızıntı varsa, düşük gaz konsantrasyonlarını bile başarıyla tanıyabilir. FAU araştırmacıları tarafından tasarlanan yenilikçi hidrojen sensörü, suprapartiküller olarak bilinen küçük parçacıklardan oluşur ve hidrojen gazını elektrik veya karmaşık ekipman olmaksızın çıplak gözle görülebilir hale getirebilir.
Suprapartiküller bir ila on mikrometre arasındadır, bir mikrometre milimetrenin binde birine eşdeğerdir ve mor renkli gösterge boyası resazurin içerir. Hidrojenle temas ettiklerinde, boyadaki moleküller tepki verir ve gözle görülür şekilde iki farklı aşamada renk değiştirir. Sensör pembeye dönerse hidrojen bir kez sızmıştır. Hidrojen hala sızıyorsa ve sensör büyük miktarlarda hidrojenle temas halindeyse renksiz hale döner. Bu anlık reaksiyon, sızıntıları görünür hale getirir ve gerçek zamanlı olarak tespit edilmelerini sağlar.
Yenilikçi hidrojen sensörünün bir diğer avantajı onu, örneğin, kaplama boru hatları için bir dizi farklı senaryoda kullanıma uygun hale getiren küçük boyutudur.
Kaynak: nanowerk.com
