Водород Водород – чрезвычайно горючий и взрывоопасный газ. В тех процессах, где его используют или может образовываться, требуется контроль содержания в воде или воздухе. Сотрудники и студенты Института лазерных и плазменных технологий НИЯУ МИФИ разработали промышленный датчик водорода, способный работать при высоких температурах (150—450 градусов Цельсия), характерных для многих технологических процессов в энергетике, химической промышленности и металлургии.
Руководитель команды разработчиков, старший преподаватель Института лазерных и плазменных технологий НИЯУ МИФИ Алексей Соловьев, рассказал о том, что такие датчики могут пригодиться на атомных электростанциях, где вода циркулирует при высоких температурах (свыше 300 градусов), что может привести к ее частичной диссоциации с образованием пузырьков водорода. Эти пузырьки способны провоцировать микровзрывы и разрушать стенки трубопроводов. Опасность выделения водорода существует также в нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности. Одновременно водород широко используется для производства аммиака, на основе которого создаются азотные удобрения. Все это вызывает необходимость контроля содержания водорода непосредственно в рамках технологических процессов.
Датчик, созданный в МИФИ, основан на композитном материале: карбид кремния служит основой, а тонкая пленка оксида вольфрама нанесена сверху. При взаимодействии с водородным веществом свойства оксида вольфрама изменяются электрофизически. Измерив электрическое сопротивление этого материала, можно определить наличие водорода в окружающем пространстве.
Разработанная технология запатентована и испытана в лабораториях МИФИ.
Летом текущего года запланировано тестирование прибора с повышенным содержанием водорода на полигоне МФТИ.
Разрабатывается другой датчик водорода, работающий при температурах от 450 до 850 градусов и основанный на других физических принципах. Основой станет сапфировая подложка с нанесением зон из разных металлов и сплавов (предположительно золота, платины и оксида никеля). Из-за разной каталитической активности при таких температурах при взаимодействии с водородом на них накапливается разный электрический потенциал. Уровень водорода будет определяться путем измерения разности потенциалов между двумя материалами (например, платиной и золотом). Высокотемпературный датчик предназначен для металлургических производств Госкорпорации «Росатом». Технология второго датчика проходит процедуру патентования.
Информация от МИФИ.
Источник фото: ru.123rf.com