Российские учёные создали новый материал для обнаружения утечек водорода без хлора

Специалисты ИОНХ РАН, МГУ и Еврейского университета в Иерусалиме разработали метод синтеза диоксида олова без примесей хлора.

Водород — топливо будущего. Но он взрывоопасен. Обнаружить малейшую утечку — задача номер один для промышленности. И тут на сцену выходит диоксид олова — материал, который лежит в основе газовых сенсоров. Проблема в том, что традиционный способ его получения оставляет в нем примеси хлора. А они непредсказуемо влияют на свойства.

Учёные из Института общей и неорганической химии имени Н.С. Курнакова (ИОНХ РАН) , МГУ имени М.В. Ломоносова и их коллеги из Еврейского университета в Иерусалиме нашли элегантное решение.

В чем суть новой технологии?

Вместо классического хлорида олова исследователи предложили использовать пероксостаннат аммония — соединение с пероксидной группой. Процесс выглядит как алхимия, но это чистая наука:

Хлорид олова растворяют в воде, добавляют аммиак.
Полученный гидроксид олова растворяют в смеси пероксида водорода и аммиака. Формируется золь — коллоидный раствор с наночастицами.
Золь смешивают с водной дисперсией оксида графена и помещают в пары аммиака. Частицы осаждаются на листочки графена. Хлора на этом этапе уже нет.
Порошок обрабатывают в печи при 500 градусах. Графен выгорает, оставляя частицы диоксида олова, которые сохраняют двумерную листовую структуру.

Почему это прорыв?

Как объяснил старший научный сотрудник ИОНХ РАН Алексей Михайлов, полученный материал обладает высокой чувствительностью к низким концентрациям водорода даже при повышенной влажности — до 50%. Это критически важно для реальных промышленных условий.

Где применят?

Новый диоксид олова позволит создать газовые сенсоры с улучшенными характеристиками для:

нефтехимической промышленности;
атомной энергетики;
медицины.

А главное — для водородной энергетики, где безопасность стоит на первом месте. Датчики смогут предотвращать утечки и возможные взрывы водорода на промышленных объектах.