Водород под контролем: ученые МИФИ создали датчик для экстремальных условий

Водород — это очень опасный газ, который легко воспламеняется и может взорваться. Поэтому в промышленности, где его используют или где он может появиться, важно постоянно следить за его уровнем в воздухе или воде.

Сотрудники и студенты Института лазерных и плазменных технологий НИЯУ МИФИ создали уникальный датчик для измерения водорода. Он может работать при высоких температурах — от 150 до 450 градусов, что важно для энергетики, химической промышленности и металлургии.

Алексей Соловьев, старший преподаватель института и руководитель проекта, объяснил, что такие датчики особенно нужны на атомных электростанциях. Там вода нагревается до 300 градусов и выше, что может привести к ее распаду на водород и кислород. Пузырьки водорода могут вызывать микровзрывы и повреждать трубы. Также водород может выделяться на нефтеперерабатывающих заводах. В то же время водород используют для производства аммиака, из которого делают удобрения. Поэтому важно контролировать его уровень прямо в процессе производства.

Датчик, созданный в МИФИ, состоит из композитного материала. Его основа — карбид кремния, на который нанесена тонкая пленка оксида вольфрама. Когда водород взаимодействует с оксидом вольфрама, его электрические свойства меняются. Измеряя сопротивление материала, можно определить, есть ли водород в окружающей среде.

Технология уже запатентована и успешно протестирована в лабораториях МИФИ. Летом этого года датчик испытают в условиях с высоким содержанием водорода на полигоне МФТИ.

Параллельно разрабатывается еще один датчик, который сможет работать при еще более высоких температурах — от 450 до 850 градусов. Его основа — сапфировая подложка с напыленными зонами из разных металлов и сплавов, например, золота, платины и оксида никеля. Эти материалы по-разному реагируют на водород при высоких температурах, создавая разницу в электрическом потенциале. Уровень водорода определяют, измеряя эту разницу. Этот датчик предназначен для металлургических предприятий «Росатома». Сейчас технология проходит процесс патентования.

Ранее ученые выяснили, что водород может быть сверхпроводником.

Фото: прототип датчика. Источник: НИЯУ МИФИ.

24.02.2025