Une équipe de physiciens de l'Université fédérale Immanuel Kant Baltic et leurs collègues de l'Université nationale de recherche nucléaire MEPhI (NRNU MEPhI) ont développé un détecteur d'hydrogène à base d'oxyde de tungstène dans les mélanges gazeux. Ils ont fabriqué de minces films d'oxyde de tungstène avec divers additifs et comparé leurs caractéristiques. L'un des détecteurs à film a démontré une sensibilité 100 fois supérieure à celle d'un échantillon témoin. L'article a été publié dans Films solides minces .

L'hydrogène est l'un des gaz les plus utilisés dans le monde, utilisé dans l'industrie chimique et dans les expériences de fusion nucléaire contrôlée. Ses molécules ont la masse et la taille les plus petites possibles, et il est donc extrêmement difficile à stocker dans n'importe quel récipient, car il fuit de presque toutes les ouvertures. Les fuites d'hydrogène sont très dangereuses pour l'industrie, car l'hydrogène mélangé à l'oxygène forme un gaz détonant explosif. Avec le développement de la filière hydrogène énergie, la prévention des fuites devient un enjeu de sécurité important.

Pour éviter les fuites d'hydrogène, sa concentration dans une installation industrielle doit être constamment surveillée. Habituellement, cela se fait avec des détecteurs de gaz, les plus populaires sont les analyseurs ampérométriques. Ils sont basés sur la capacité des gaz à modifier la conductivité électrique des métaux au contact de ceux-ci. Au cours des mesures, une tension fixe est appliquée aux extrémités d'une plaque métallique, et un appareil mesure la force du courant qui le traverse. Comme la force du courant dépend directement de la conductivité d'un matériau, lorsque la concentration d'hydrogène augmente, la conductivité change également. La sensibilité des mesures est déterminée par les propriétés du capteur, c'est-à-dire la plaque sous tension.

Les scientifiques de BFU et leurs collègues du NRNU MEPhI ont étudié de nouveaux matériaux à base d'oxyde de tungstène (WOx). L'un d'eux a été obtenu par dépôt de WOx sur un substrat de carbure de silicone (SiC). Un autre matériel a été développé de la même manière, mais la couche d'oxyde de tungstène était recouverte d'un revêtement de platine supplémentaire. Ensuite, les scientifiques ont déterminé la sensibilité des deux films en leur appliquant une tension et en les plaçant dans un environnement d'oxygène. Après ça, 2 pour cent d'hydrogène y ont été ajoutés. Le matériau sans revêtement de platine a démontré une augmentation de 15 fois de la force du courant par rapport à l'oxyde de tungstène pur. Lorsque la même propriété a été mesurée dans le deuxième matériau, il a montré une augmentation de 100 fois.

« Nous avons étudié des nanomatériaux pouvant servir de base à des capteurs de fuite d'hydrogène. Au cours de nos travaux, nous avons identifié les exigences pour les propriétés structurelles de ces matériaux qui devraient garantir une efficacité de détection de gaz élevée, " dit le Dr Alexander Goikhman, co-auteur de l'ouvrage et responsable du Centre de recherche et d'enseignement sur les nanomatériaux fonctionnels.