Autá na vodík môžu byť dostupnejšie vďaka Slovákom
Experimentálni fyzici z Univerzity Komenského (UK) v Bratislave vynašli polovodičový senzor vodíka. Dokáže pracovať aj pri bežnej izbovej teplote a disponuje vysokou citlivosťou. Na výskume začali pracovať od roku 2008.
Problémom súčasných detektorov plynov je vysoká pracovná teplota, ktorá sa pohybuje na úrovni 200 – 400 °C, ako aj nízka citlivosť pri izbovej teplote. V dôsledku vyššej teploty rastú aj nároky na spotrebu energie, čo obmedzuje dlhodobú prevádzku takýchto senzorov v malých a prenosných zariadeniach.
Spomínané nedostatky môžu mať vplyv tiež na dlhodobú stabilitu a bezpečnosť, preto býva ich použitie obmedzené v zápalnom a výbušnom prostredí.
Nákres detektora vodíka z dielne vedcov Univerzity Komenského. Foto: FMFI UK
Ako pracuje detektor?
Podľa profesora Andreja Plecenika, pod ktorého vedením pracoval výskumný tím na Katedre experimentálnej fyziky Fakulty matematiky, fyziky a informatiky UK, pracuje slovenský detektor na jednoduchom princípe.
„Meria sa elektrický odpor medzi dvoma elektródami, medzi ktorými je plynovocitlivá tenká vrstva s hrúbkou niekoľko desiatok nanometrov. Pre vysokú citlivosť tohto senzora aj pri izbovej teplote je dôležité, že šírka hornej elektródy je na úrovni približne 100 nanometrov, resp. menej. V takýchto nanoštruktúrach sa už výrazne prejavujú efekty prebiehajúce na nano-škále a práve vďaka tomu má tento senzor takéto výnimočné vlastnosti,“ vysvetlil.
Citlivosť senzora sa tak selektívne prejaví najmä pri vodíku. No podľa slov profesora by po zmene niektorých parametrov mohol detektor pracovať aj pri iných plynoch, využiť by sa mohol napríklad pri zisťovaní metánu v baniach.
Široké uplatnenie v praxi
Riešenie slovenských vedcov je zaujímavé aj kvôli predpokladaným nízkym nákladom na výrobu. Rádovo by sa mohlo jednať o jednotky eur.
Detektor by sa tak v budúcnosti nemusel používať len v automobilovom, ale aj v potravinárskom, chemickom či farmaceutickom priemysle. Schopnosť detekovať nielen vodík, ale aj iné plyny použiteľnosť senzora ešte rozširuje.
Rektor UK v Bratislave Karol Mičieta ocenil, že technické riešenie senzora plynov má potenciál uplatniť sa v priemysle. Ide podľa neho o svetlý príklad prepojenia výskumu s praxou. „Osobitne je cenné, že môže byť príspevkom k rozšíreniu ekologických vodíkových technológií,“ skonštatoval.
© energia.sk
K téme
