นักวิทยาศาสตร์ค้นพบวัสดุใหม่ที่ทำให้ไฮโดรเจนเซ็นเซอร์มีความไวสูง

ภาพโดย Delft University of Technology

ไฮโดรเจนอาจจะเป็นหนึ่งในพลังงานของอนาคต แต่ไฮโดรเจนเป็นสิ่งที่เป็นอันตรายได้เนื่องจากมันติดไฟได้ง่ายและยากที่จะตรวจจับ การนำไฮโดรเจนมาใช้เป็นพลังงานได้อย่างปลอดภัยจำเป็นต้องมีเซ็นเซอร์ที่สามารถตรวจจับการรั่วไหลแม้แต่การรั่วไหลเพียงเล็กน้อย นักวิทยาศาสตร์จากมหาวิทยาลัยที่ร่วมมือกันในยุโรปได้ค้นพบว่าโลหะฮาฟเนี่ยม (hafnium) สามารถนำมาใช้ทำเซ็นเซอร์ที่ให้ความไวสูง

ถึงแม้ว่ามันยากที่จะตรวจจับการรั่วไหลของไฮโดรเจนแต่ก็ไม่ใช้สิ่งที่ทำไม่ได้ ในปัจจุบันมีเซ็นเซอร์ที่สามารถตรวจจับการรั่วไหลของไฮโดรเจนได้ โดยที่เซ็นเซอร์เหล่านี้จะประกอบด้วยวัสดุที่สามารถดูดซับอะตอมของไฮโดรเจน วัสดุชนิดนี้ถ้าดูดซับอะตอมจะทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงความสามารถในการสะท้อนของแสง ดังนั้นค่าที่วัดได้จากแสงที่สะท้อนก็จะเปลี่ยนเป็นค่าของไฮโดรเจนที่ตรวจจับได้

จนกระทั้งวันนี้แพลเลเดียม (palladium) บริสุทธิ์จะถูกใช้เป็นวัสดุดูดซับอะตอมของไฮโดรเจนในเซ็นเซอร์เป็นส่วนใหญ่ แต่จากการวิจัยได้แสดงให้เห็นว่าวัสดุที่เป็นโลหะผสมระหว่างทองและแพลเลเดียมสามารถนำมาทำเซ็นเซอร์ได้ดีกว่ามาก ทองแพลเลเดียมซึ่งเป็นโลหะที่ใช้ทำเครื่องประดับด้วยมีข้อได้เปรียบที่มันสามารถทำงานได้ในอุณหภูมิห้อง แต่ปัญหาใหญ่คือมันไม่สามารถตรวจจับไฮโดรเจนที่มีแรงดันต่ำ ๆ ได้

กลุ่มของนักวิทยาศาสตร์กลุ่มนี้ได้ค้นพบฮาฟเนี่ยม (hafnium) ที่สามารถตรวจจับไฮโดรเจนที่มีแรงดันต่ำ ๆ ได้ นั้นก็หมายถึงว่าทำให้เซ็นเซอร์มีความไว้สูงมากกว่ามาก แต่ปัญหาของการใช้ฮาฟเนี่ยมก็คือมันจะทำงานได้ดีที่สุดเมื่อมีอุณหภูมิประมาณ 120 องศาเซลเซียส การแก้ปัญหาในเรื่องของอุณหภูมิก็ทำได้โดยการวางชั้นบาง ๆ ของฮาฟเนี่ยมบนใยแก้วนำแสงและทำให้ใยแก้วนำแสงร้อนด้วยเอลอีดีเพื่อให้ได้อุณหภูมิที่ต้องการ

การวิจัยในครั้งนี้ได้เป็นการร่วมมือกันระหว่างมหาวิทยาลัย Delft University of Technology ประเทศเนเธอร์แลนด์ มหาวิทยาลัย KU Leuven ประเทศเบลเยียม และสถาบัน Rutherford Appleton Laboratory ประเทศสหราชอาณาจักร โดยที่พวกเขาได้ลงผลการทดลองในวารสาร Nature Communications

 


 

ที่มา Delft University of Technology

 

error: กด RightClick แทน