مستشعر كهروكيميائي فائق الحساسية، قادر على الكشف السريع عن تسرب الهيدروجين الضئيل

وفقًا لشركة Mems Consulting، يعمل فريق بحثي من جامعة ميسوري حديثًا على تعظيم سلامة الطاقة الهيدروجينية. ومع قيام المزيد من الدول والصناعات باستثمارات كبيرة في الطاقة النظيفة والمتجددة، أصبحت المحطات والمركبات العاملة بالهيدروجين شائعة بشكل متزايد. ومع ذلك، فإن وقود الهيدروجين ينطوي على خطر التسرب، الذي قد يتسبب في انفجارات وحوادث أخرى، كما يشكل تهديدًا للبيئة. حاليًا، معظم أجهزة استشعار كشف الهيدروجين المتوفرة في السوق مكلفة ولا يمكنها العمل باستمرار، كما أن حساسيتها غير كافية، مما يجعل اكتشاف التسربات البسيطة أمرًا صعبًا.
لهذا السبب، شرع شيانغكون زينغ، الباحث في كلية الهندسة بجامعة ميسوري، وفريقه في تصميم جهاز استشعار هيدروجين مثالي. وركزوا على ستة خصائص رئيسية: الحساسية، والانتقائية، وسرعة الاستجابة، والاستقرار، والحجم، والتكلفة. وتم نشر النتائج البحثية ذات الصلة تحت عنوان "واجهات البلورات النانوية من البلاتين-النيكل مع السوائل الأيونية: منصة مبتكرة للكشف عالي الأداء والموثوقية عن الهيدروجين" في مجلة ACS Sensors مؤخرًا. وفي هذه الورقة، كشف الفريق عن نموذج أولي لجهاز استشعار هيدروجين كهروكيميائي فائق الحساسية، ومنخفض التكلفة، ويتمتع بعمر خدمة أطول، ويتميز بالقدرة على الكشف السريع والدقيق عن أصغر الكميات الممكنة من تسرب الهيدروجين. والأكثر أهمية هو أن جهاز الاستشعار الكهروكيميائي هذا صغير جدًا، حيث يبلغ حجمه تقريبًا حجم ظفر الإصبع البشري.
لا يُسهم هذا البحث فقط في تعزيز تطوير تقنية أجهزة استشعار الهيدروجين عالية الحساسية والمتانة، بل يكشف أيضًا بشكل عميق آلية التفاعل بين البلورات النانوية للسبائك البالستية-النيكلية والسوائل الأيونية، مما يوفر إرشادات أساسية لتصميم أجهزة استشعار الهيدروجين من الجيل القادم. ويمكن استخدام هذه الأجهزة على نطاق واسع في مجالات مثل المراقبة البيئية، والحماية الأمنية الصناعية، وأنظمة الطاقة المستدامة في المستقبل.