El hidrógeno es un portador de energía muy prometedor. Pero también puede ser peligroso, ya que es combustible y difícil de detectar. El uso seguro de hidrógeno requiere sensores que puedan detectar incluso las fugas más pequeñas. Investigadores de la Universidad Tecnológica de Delft (TU Delft, Los países bajos), KU Leuven (Bélgica) y el Laboratorio Rutherford Appleton (Reino Unido) han descubierto que el hafnio metálico es perfecto para el trabajo.

El hidrógeno es un sustituto viable de los combustibles fósiles como portador de energía en un futuro próximo. Está limpio, como el vapor de agua y el calor son los únicos subproductos de la combustión, y puedes hacer todo lo que quieras usando solo agua y otra fuente de energía (por ejemplo, energía solar). Pero todavía quedan algunos obstáculos por superar para organizar la infraestructura en torno al hidrógeno. Uno de estos obstáculos es encontrar una forma fiable de detectar gas hidrógeno. El hidrógeno reacciona con el oxígeno, que potencialmente puede causar una explosión. También es importante asegurarse de que se filtre la menor cantidad posible de hidrógeno a la atmósfera.

Altamente sensible

Aunque es difícil detectar el hidrógeno, no es imposible. Existen sensores ópticos. Estos son materiales que absorben átomos de hidrógeno, un proceso que altera su reflectividad. Este cambio en la reflectividad se puede medir, proporcionando así información sobre la cantidad de hidrógeno en una ubicación particular.

"Hasta ahora, el paladio puro se utilizó principalmente como sensor óptico de hidrógeno, "dice el profesor Bernard Dam de TU Delft." Pero en los últimos años, en Delft hemos demostrado que una aleación de oro y paladio es un sensor mucho mejor. Otros investigadores de todo el mundo también están estudiando esto ". Paladio-oro, que también se utiliza para hacer joyas, tiene la ventaja de que funciona a temperatura ambiente. Desafortunadamente, es incapaz de detectar bajas presiones de hidrógeno.

Fácil de calibrar

Investigación dirigida por el candidato a doctorado Christiaan Boelsma de TU Delft, que ahora se ha publicado en Comunicaciones de la naturaleza , muestra que el hafnio tiene esta sensibilidad. Bernard Dam dice:"La propiedad única de este material es que puede medir ópticamente un mínimo de seis órdenes de magnitud en la presión. La presión más baja medida es 10 ^-7 atmósferas, pero esta presión está determinada por la configuración de medición. Parece como si una presión de tres órdenes de magnitud menor pudiera medirse con hafnio, pero necesitamos hacer más investigaciones para confirmar esto ". Otro beneficio es que las propiedades ópticas del hafnio cambian linealmente con la presión y la temperatura del material". Esto hace que los sensores de hafnio sean muy fáciles de calibrar, "dice Dam.

Entonces, ¿es el hafnio un sensor de hidrógeno mejor que el paladio-oro en todos los aspectos? No, ya que el material funciona mejor a una temperatura de alrededor de 120 grados centígrados. Dam cree que este problema se puede solucionar colocando una fina capa de hafnio encima de una fibra óptica. antes de calentar la fibra con un LED de calentamiento (ver imagen).

Economía de hidrógeno

Actualmente, Delft está llevando a cabo una extensa investigación sobre el hidrógeno. A finales del año pasado, El profesor Fokko Mulder presentó el "Battolyser, "un dispositivo que combina el almacenamiento de electricidad y la producción de hidrógeno en un solo sistema. El Battolyser es una forma económica de crear y almacenar hidrógeno, y acerca un paso más la llamada "economía del hidrógeno". Esta investigación sobre sensores sensibles de hidrógeno representa otro paso en la misma dirección.