Vodík je velmi zajímavý a také slibný zdroj čisté a obnovitelné energie. Může vyrábět elektřinu, pohánět stroje a dělat spoustu dalších věcí, přičemž jedinou zplodinou, kterou při tom vytvoří, je voda. Má to ale háček. Když se vodík smísí se vzduchem, tak velice rád a velice intenzivně vybuchuje.
Proto jsou pro rozvoj, všestranné využití a rozmanité aplikace vodíkové energetiky velmi nutné spolehlivé a účinné senzory vodíku. Švédští badatelé z technické univerzity Chalmers University of Technology v Göteborgu proto nedávno vyvinuli pokročilý senzor vodíku, který splňuje náročné požadavky pro budoucí využití vodíkových technologií, včetně pohonu vozidel.
Nanočástice ve hře
Jde o převratnou technologii, jejímž základem je optický nanosenzor uzavřený do plastového materiálu. Senzor funguje tak, že na kovové nanočástice, které senzor obsahuje, svítí viditelné světlo určité vlnové délky a vyvolává vznik plazmonů, kvazičástic tvořených oscilacemi elektronů v pevné látce. Pokud se v prostředí byť jen nepatrně změní obsah vodíku, tak tento senzor prostě změní barvu. Senzor tvoří miliony nanočástic ze slitiny zlata a paladia.
Plastový materiál kolem senzoru přitom není jenom obal. Ve skutečnosti zrychluje reakci senzoru, protože zesiluje příjem molekul plynného vodíku, které se dostávají ke kovovým nanočásticím senzoru a jsou tam detekovány. Současně tento plastový materiál hraje roli bariéry mezi aktivním místem senzoru a okolním prostředím. Díky tomu se do senzoru nedostanou jiné molekuly, které by senzor mohly deaktivovat.
Nový senzor týmu Chalmers tím pádem funguje velmi účinně a spolehlivě. Podle svých autorů dokáže splnit základní požadavek výrobců automobilů na vodíkový pohon, který spočívá v detekci 0,1 procenta obsahu vodíku ve vzduchu za méně než jednu sekundu.
Jak podotýká Ferry Nugroho, první autor vědecké studie, kterou uveřejnil časopis Nature Materials, jejich výtvor je nejenom momentálně nejrychlejším vodíkovým senzorem na světě, ale také je velmi stabilní a nemá sklony k samovolné deaktivaci. Vzhledem k tomu ho na rozdíl od soudobých senzorů vodíku není nutné tak často rekalibrovat, aby jeho měření byla věrohodná. Podobná zařízení by mohla zásadně přispět k dalšímu rozvoje vodíkové energetiky.
Zdroj: Chalmers
