В МИФИ разработан уникальный датчик водорода
В Национальном исследовательском ядерном университете МИФИ разработан уникальный промышленный датчик водорода, способный работать в экстремальных условиях высоких температур — от 150 до 450 градусов по Цельсию.
Этот датчик предназначен для мониторинга содержания водорода в воде или воздухе, что особенно важно в энергетике, химической промышленности и металлургии, где водород может образовываться в процессе технологических операций.
Водород является чрезвычайно горючим и взрывоопасным газом, и его контроль критически важен для предотвращения аварий. Например, на атомных электростанциях, где вода циркулирует при температурах свыше 300 градусов, возможно образование пузырьков водорода, которые могут вызывать микровзрывы и повреждение трубопроводов.
Также выделение водорода представляет опасность в нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности, в то время как сам водород активно используется в производстве аммиака для создания азотных удобрений.
Основой датчика, разработанного в МИФИ, является композитный материал, состоящий из подложки карбида кремния с напыленной тонкой пленкой оксида вольфрама. При взаимодействии с водородом электрофизические свойства оксида вольфрама изменяются, что позволяет измерять электрическое сопротивление композита и определять наличие водорода в окружающей среде.
Технология уже запатентована и успешно испытана в лабораторных условиях. Летом этого года планируется провести испытания прибора в условиях повышенного содержания водорода на полигоне МФТИ.
Параллельно с этим в МИФИ ведется разработка еще одного датчика водорода, способного работать при еще более высоких температурах — от 450 до 850 градусов. Этот датчик основан на иных физических принципах: его основой служит подложка из сапфира с напыленными зонами различных металлов и сплавов, таких как золото, платина и оксид никеля.
Разная каталитическая активность этих элементов при высоких температурах приводит к накоплению различного электрического потенциала при взаимодействии с водородом. Уровень водорода в среде будет определяться путем измерения разности потенциалов между двумя материалами, например, платиной и золотом. Этот высокотемпературный датчик в первую очередь предназначен для металлургических производств Госкорпорации «Росатом». В настоящее время технология второго датчика проходит процедуру патентования.