Sensor Menghilangkan Risiko Kebakaran, Meningkatkan Keamanan Kendaraan Hidrogen
Hidrogen sebagai alternatif bersih dan terbarukan bagi bahan bakar fosil adalah bagian dari masa depan energi berkelanjutan, dan sangat sudah hadir. Namun, kekhawatiran yang masih ada tentang kemudahan terbakar telah membatasi penggunaan luas hidrogen sebagai sumber daya untuk kendaraan listrik. Kemajuan sebelumnya telah meminimalkan risiko, tetapi penelitian baru dari University of Georgia sekarang meletakkan risiko itu di cermin belakang.
Kendaraan hidrogen dapat diisi ulang jauh lebih cepat dan pergi lebih jauh tanpa pengisian ulang daripada kendaraan listrik saat ini, yang menggunakan daya baterai. Namun, salah satu hambatan akhir untuk daya hidrogen adalah mengamankan metode yang aman untuk mendeteksi kebocoran hidrogen.
Sebuah studi baru mendokumentasikan sensor hidrogen optik berbasis murah dan bebas percikan api yang lebih sensitif — dan lebih cepat — dari model sebelumnya.
“Saat ini, sebagian besar sensor hidrogen komersial mendeteksi perubahan sinyal elektronik dalam bahan aktif saat berinteraksi dengan gas hidrogen, yang dapat memicu pembakaran gas hidrogen dengan percikan api listrik,” kata Tho Nguyen, profesor asociat. “Sensor hidrogen optik berbasis bebas percikan api kami mendeteksi kehadiran hidrogen tanpa elektronika, sehingga prosesnya jauh lebih aman.”
Daya hidrogen memiliki banyak aplikasi lebih dari sekadar memberdayakan kendaraan listrik, jadi teknologi mitigasi kemudahan terbakar sangat penting. Sensor yang robust untuk deteksi kebocoran hidrogen dan kontrol konsentrasi penting di semua tahap ekonomi berbasis hidrogen, termasuk produksi, distribusi, penyimpanan, dan pemanfaatan dalam pemrosesan dan produksi petroleum, pupuk, aplikasi metalurgi, elektronika, ilmu lingkungan, dan bidang kesehatan dan keselamatan.
Tiga masalah utama yang terkait dengan sensor hidrogen adalah waktu respons, sensitivitas, dan biaya. Teknologi mainstream saat ini untuk sensor optik H2 memerlukan monokromator mahal untuk merekam spektrum, diikuti dengan menganalisis perbandingan pergeseran spektral.
“Dengan sensor nano optik berbasis intensitas kami, kita beralih dari deteksi hidrogen sekitar 100 parts-per-million hingga 2 parts-per-million, dengan biaya beberapa dolar untuk chip sensor,” kata Tho. “Waktu respons kami 0,8 detik adalah 20% lebih cepat dari perangkat optik terbaik yang dilaporkan dalam literatur saat ini.”
Perangkat optik baru bergantung pada nanofabrikasi templat nanosphere yang dilapisi dengan lapisan paduan Palladium Cobalt. Hidrogen apa pun yang ada dengan cepat diserap, kemudian terdeteksi oleh LED. Detektor silikon mencatat intensitas cahaya yang ditransmisikan.
Semua logam cenderung menyerap hidrogen tetapi menemukan elemen yang sesuai dengan keseimbangan yang tepat dalam paduan dan merancang struktur nano untuk memperkuat perubahan halus dalam transmisi cahaya setelah penyerapan hidrogen memungkinkan mereka menetapkan patokan baru untuk seberapa cepat dan sensitif sensor ini dapat menjadi.
