Un equipo de físicos de la Universidad Federal Báltica Immanuel Kant junto con sus colegas de la Universidad Nacional de Investigación Nuclear MEPhI (NRNU MEPhI) ha desarrollado un detector de hidrógeno en mezclas de gases a base de óxido de tungsteno. Fabricaron películas delgadas de óxido de tungsteno con varios aditivos y compararon sus características. Uno de los detectores de película demostró un aumento de 100 veces en la sensibilidad en comparación con una muestra de control. El artículo fue publicado en Películas sólidas delgadas .

El hidrógeno es uno de los gases más utilizados en el mundo, utilizado en la industria química y en experimentos controlados de fusión nuclear. Sus moléculas tienen la masa y el tamaño más pequeños posibles, y, por lo tanto, es extremadamente difícil de almacenar en cualquier recipiente, ya que se filtra por casi cualquier abertura. Las fugas de hidrógeno son muy peligrosas para la industria, ya que el hidrógeno mezclado con oxígeno forma un gas detonante explosivo. Con el desarrollo del sector de la energía del hidrógeno, la prevención de fugas se convierte en una cuestión de seguridad importante.

Para evitar fugas de hidrógeno, su concentración en una instalación industrial debe controlarse constantemente. Por lo general, esto se hace con detectores de gas, los más populares son los analizadores amperométricos. Se basan en la capacidad de los gases para cambiar la conductividad eléctrica de los metales al entrar en contacto con ellos. En el curso de las mediciones, Se aplica voltaje fijo a los extremos de una placa de metal, y un dispositivo mide la fuerza de la corriente que lo atraviesa. Como la fuerza de la corriente depende directamente de la conductividad de un material, cuando aumenta la concentración de hidrógeno, la conductividad también cambia. La sensibilidad de las mediciones está determinada por las propiedades del sensor, es decir, la placa bajo voltaje.

Los científicos de BFU y sus colegas de NRNU MEPhI estudiaron nuevos materiales basados ​​en óxido de tungsteno (WOx). Uno de ellos se obtuvo mediante el depósito de WOx sobre un sustrato de carburo de silicona (SiC). Otro material se desarrolló de la misma manera, pero la capa de óxido de tungsteno se cubrió con un recubrimiento adicional de platino. Luego, los científicos determinaron la sensibilidad de las dos películas aplicándoles voltaje y colocándolas en un entorno de oxígeno. Después, Se le añadió 2 por ciento de hidrógeno. El material sin el recubrimiento de platino demostró un aumento de 15 veces en la fuerza de la corriente en comparación con el óxido de tungsteno puro. Cuando se midió la misma propiedad en el segundo material, mostró un aumento de 100 veces.

"Hemos estudiado nanomateriales que pueden utilizarse como base para sensores de fuga de hidrógeno. En el curso de nuestro trabajo, identificamos los requisitos para las propiedades estructurales de estos materiales que deberían garantizar una alta eficiencia de detección de gas, "dice el Dr. Alexander Goikhman, coautor del trabajo y director del Centro de Investigación y Educación de Nanomateriales Funcionales.