Eenvoudig afleesbare waterstofsensor

3 december 2017, 00:00
De strip verandert van kleur afhankelijk van de waterstofdruk (afbeelding: Peter Ngene/Nature Communications/Creative Commons).
De strip verandert van kleur afhankelijk van de waterstofdruk (afbeelding: Peter Ngene/Nature Communications/Creative Commons).

Veel wetenschappers zijn van mening dat een zogenaamde ‘waterstofeconomie’, waarin waterstof de belangrijkste drager van duurzame energie moet worden, onvermijdelijk is. Aan het gebruik van waterstof kleven echter risico’s — het is een zeer brandbaar en moeilijk te detecteren gas. Betrouwbare sensoren die de aanwezigheid van waterstof detecteren, zijn daarom essentieel.

Kleurverandering

Onderzoekers van de Universiteit Utrecht, onder leiding van de scheikundige Peter Ngene, hebben een sensor ontwikkeld die bij blootstelling aan waterstof van kleur verandert, en die dus met het blote oog afgelezen kan worden.
De sensor is gebaseerd op een combinatie van de twee ‘overgangsmetalen’ yttrium en zirkoon. De kleur van het sensormateriaal verandert afhankelijk van de opgenomen hoeveelheid waterstof.

Ruimte maken

Het principe van de sensor is gebaseerd op het feit dat de atomen in het metaalrooster plaats moeten maken voor de opname van waterstof. Dat kost energie, of anders gesteld daartoe moet de waterstof een bepaalde minimale druk hebben; hoeveel energie of welke druk is afhankelijk van de verhouding tussen de beide metalen in de sensor. Door die verhouding aan te passen kan de gevoeligheid van de sensor worden ingesteld tussen 0,1 mbar en 10000 mbar.
De sensor kan worden uitgevoerd als een strip die eenvoudig kan worden bevestigd op plaatsen waar de waterstofdruk gemeten moet worden.

Waterstofauto

Momenteel wordt waterstof voor de aandrijving van auto’s opgeslagen in zware cilinders onder een druk van 700 bar. Het zou echter ideaal zijn de waterstof op te slaan in een licht metaal zoals magnesium. Het probleem is alleen dat de waterstof-flow bij gebruik van magnesium te gering is om een brandstofcel aan te drijven. Het onderzoek suggereert echter dat door een overgangsmateriaal aan het magnesium toe te voegen, de waterstofdruk tot minstens 1 bar kan worden opgevoerd.

Het onderzoek is gepubliceerd in Nature Communications.

Reacties worden ingeladen...
gerelateerde items