[PWC-MEDIA] Fwd: Persbericht TU Delft: Delftse wetenschappers ontwikkelen zeer gevoelige waterstofsensor

  • From: Roy Meijer <R.E.T.Meijer@xxxxxxxxxx>
  • To: "pwc-media@xxxxxxxxxxxxx" <pwc-media@xxxxxxxxxxxxx>
  • Date: Tue, 6 Jun 2017 12:41:33 +0000


Delftse wetenschappers ontwikkelen zeer gevoelige waterstofsensor

Waterstof is een veelbelovende energiedrager die steeds belangrijker wordt. 
Maar het kan gevaarlijk zijn, omdat het brandbaar is en moeilijk te detecteren. 
Om veilig gebruik te kunnen maken van waterstof als energiebron, zijn daarom 
sensoren nodig die zelfs de kleinste waterstoflekken kunnen opsporen. 
Wetenschappers van TU Delft, KU Leuven en het Rutherford Appleton Laboratory 
(VK) ontdekten dat het metaal hafnium hiervoor uitermate geschikt is.

[https://d1rkab7tlqy5f1.cloudfront.net/_processed_/9/5/csm_hf%20promo_b37314581c.jpg]Waterstof
 maakt een goede kans om fossiele brandstoffen in de nabije toekomst deels te 
vervangen als energiedrager. Het is schoon, want bij de verbranding ervan zijn 
waterdamp en warmte de enige restproducten, en met behulp van water en een 
energiebron (bijvoorbeeld zonne-energie), kun je er zoveel van maken als je 
wilt. Maar voordat we onze infrastructuur kunnen gaan inrichten op het gebruik 
van waterstof, zijn er nog wel wat hordes te nemen. Eén van die hordes is de 
betrouwbare detectie van waterstofgas.  Waterstof reageert namelijk met 
zuurstof, wat in het ergste geval een explosie tot gevolg kan hebben. Maar 
afgezien daarvan willen we zo min mogelijk waterstof laten weglekken in de 
atmosfeer.

Grote gevoeligheid
Waterstof opsporen mag dan moeilijk zijn, het is zeker niet onmogelijk. Zo zijn 
er optische sensoren, materialen die waterstofatomen opnemen en waarvan 
vervolgens bijvoorbeeld de reflectie verandert. Die verandering kun je meten, 
waardoor je weet hoeveel waterstof op een bepaalde plek aanwezig is.

‘Tot nu toe werd vooral puur palladium gebruikt als optische waterstofsensor’, 
vertelt prof. Bernard Dam van de TU Delft. ‘Maar de laatste jaren hebben wij 
hier in Delft aangetoond dat een legering van goud en palladium een nog betere 
sensor is, en zijn collega’s wereldwijd dat gaan onderzoeken.’ Palladium-goud, 
waar ook sierraden van worden gemaakt, heeft het voordeel dat het op 
kamertemperatuur werkt. Helaas is het niet in staat om een lage waterstofdruk 
te detecteren.

Gemakkelijk ijken
Hafnium heeft die gevoeligheid wel, zo bleek uit dit in Nature Communications 
gepubliceerde onderzoek, dat geleid werd door PhD-kandidaat Christiaan Boelsma 
van TU Delft. Bernard Dam: ‘Het unieke aan dit materiaal is dat het optisch 
minimaal zes ordegroottes aan druk kan meten. De laagst gemeten druk is 10-7 
atmosfeer, maar deze druk wordt door de meetopstelling bepaald. Het lijkt er op 
dat nog drie ordegroottes lager in druk gemeten kan worden met hafnium, al 
moeten we verder onderzoek doen om dat te bevestigen.’ Ook mooi meegenomen: de 
optische eigenschappen van hafnium veranderen lineair met de druk en de 
temperatuur van het materiaal. ‘Dat betekent dat de ijking van hafniumsensoren 
heel gemakkelijk is’, zegt Dam.

Is hafnium dan op alle fronten een betere waterstofsensor dan palladium-goud? 
Dat niet, want het materiaal werkt het beste bij een temperatuur van zo’n 120 
graden Celsius. Maar dat probleem is volgens Dam eenvoudig op te lossen door 
een dun laagje hafnium bovenop een optische fiber te plaatsen, en die fiber 
vervolgens te verwarmen met behulp van een opwarm-LED (zie beeld).

Waterstofeconomie
In Delft wordt momenteel uitgebreid onderzoek gedaan naar waterstof. Eind vorig 
jaar onthulde prof. Fokko Mulder bijvoorbeeld de zogeheten 
‘Battolyser<https://www.tudelft.nl/2016/tu-delft/nieuwe-tu-delft-battolyser-combineert-elektriciteitopslag-en-waterstofproductie-in-een-systeem-en-maakt-efficiente-en-betaalbare-opslag-van-elektriciteit-mogelijk/>’,
 een apparaat dat elektriciteitsopslag en waterstofproductie in één systeem 
combineert. De Battolyser maakt het mogelijk om goedkoop waterstof te maken en 
op te slaan, en heeft de zogeheten ‘waterstofeconomie’ een stap dichterbij 
gebracht. Dit onderzoek naar gevoelige waterstofsensoren is ook een stap in die 
richting.

Meer informatie:
Hafnium - An Optical Hydrogen Sensor Spanning Six Orders in Pressure
C. Boelsma, L. J. Bannenberg, M. J. van Setten, N.-J. Steinke, A. A. van Well 
en B. Dam
DOI: 10.1038/ncomms15718, https://www.nature.com/articles/ncomms15718
Contact: Bernard Dam, B.Dam@xxxxxxxxxx<mailto:B.Dam@xxxxxxxxxx>, +31 15 27 84342
Communicatieadviseur TU Delft: Jerwin de Graaf, 
J.N.deGraaf@xxxxxxxxxx<mailto:J.N.deGraaf@xxxxxxxxxx>, +31 15 27 81843

Attachment: image004.jpg
Description: image004.jpg

Other related posts:

  • » [PWC-MEDIA] Fwd: Persbericht TU Delft: Delftse wetenschappers ontwikkelen zeer gevoelige waterstofsensor - Roy Meijer