2021-11-15 07:25:00

/

РИА "Сибирь"

/

Томск

Томские ученые создали сенсоры, которые распознают опасные концентрации водорода

Сотрудники лаборатории оптических материалов и покрытий Сибирского физико-технического института Томского госуниверситета разработали малогабаритные и дешевые сенсоры, которые могут детектировать как низкие, так и высокие довзрывоопасные концентрации водорода. Это первые в мире сенсоры, распознающие концентрации водорода при малом потреблении энергии и небольшой стоимости. Газоанализаторы на основе новых сенсоров лаборатория производит совместно с ООО НТП "ИПЦ".

Быстродействующие, высокочувствительные и селективные газоанализаторы водорода способны обнаруживать два уровня концентрации водорода: низкие и высокие довзрывоопасные. При этом полупроводниковые малогабаритные анализаторы указанных высоких концентраций водорода, поясняет научный руководитель проекта, сотрудник лаборатории оптических материалов и покрытий Надежда Максимова, созданы впервые в мире.

"Водород широко используется в промышленности, при этом водород плюс кислород - это "гремучий газ". Четыре объемных процента водорода в воздухе приводят к взрыву. Вопрос о контроле утечек водорода стоит всегда, но особенно остро сейчас, во время перехода к "зеленой" водородной энергетике. Датчики водорода, конечно, есть, но вот в чем вопрос: в каком диапазоне работают эти датчики, сколько они стоят и насколько они надежны", - объясняет Надежда Максимова.

Разработанное учеными ТГУ устройство стабильно детектирует водород как при низких (0-2000 ppm), так и при высоких довзрывоопасных (0,1–2,5 об%) концентрациях. Эти датчики могут контролировать утечки водорода в защитной оболочке атомного реактора АЭС, в помещениях с аккумуляторными батареями в локомотивах поездов, при транспортной перевозке баллонов, в химической промышленности и других сферах.

Максимова поясняет, что преимущество новых сенсоров - в нескольких параметрах. Во-первых, сенсоры лаборатории дешевле, чем у конкурентов. Себестоимость этих устройств - 300 рублей, в то время как цены других (например, электрохимических) начинаются от 5 тысяч рублей. Во-вторых, это простота производства и обработки информации. В-третьих, из-за небольшого размера сенсоров они потребляют меньшее количество энергии.

Разработку газоанализаторов ученые ТГУ ведут совместно с Инженерно-производственным центром в Томске. Они используют микроэлектронные технологии: на одной подложке диаметром 30 мм в одном технологическом цикле разработчики получают до 500 сенсоров размером 0,7 х 0,7 кв.мм с идентичными параметрами. Уже созданы портативные приборы, на каждом из которых установлено по 8 сенсоров. Часть из них считывает низкие концентрации водорода, часть - высокие.

"Технологии безопасности" - одно из приоритетных стратегических направлений, активно развиваемых в Томском госуниверситете. Оно включает разработку комплекса передовых цифровых и инженерных решений для обеспечения безопасности государства, соответствующих приоритетам стратегии научно-технологического развития и стратегии национальной безопасности РФ.

Источник: https://www.tsu.ru/