23948sdkhjf

Svensk supersnabb vätgassensor öppnar upp för säkrare vätgasbilar

| Av Olle Holm | Tipsa redaktionen

Vätgas är en ren och förnybar energibärare som kan driva bilar som bara släpper ut vatten. Problemet är att vätgasen är mycket brandfarlig när den blandas med luft. Därför krävs supereffektiva detektorer. Nu presenterar Chalmersforskare den första vätgassensorn i världen som uppnår de högt ställda framtida kraven för att få användas i vätgasbilar.

De banbrytande resultaten publicerades nyligen i den ansedda vetenskapliga tidskriften Nature Materials. Den efterlängtade upptäckten är en optisk nanosensor som är inkapslad i ett plastmaterial. Sensorn bygger på ett optiskt fenomen – plasmoner - som uppstår när nanopartiklar av metall blir belysta och fångar upp ljus av en viss våglängd. Sensorn ändrar helt enkelt färg när mängden vätgas i omgivningen förändras. 

Plasten runt den lilla sensorn är inte bara ett skydd, utan en nyckelkomponent. Den ökar sensorns hastighet och underlättar för vätgasmolekyler att passera in i metallpartiklarna där den detekteras. Samtidigt fungerar plasten som en effektiv barriär mot omgivningen eftersom inga andra molekyler släpps igenom. Sensorn kan därför arbeta både supereffektivt och ostört. Den gör att den klarar fordonsindustrins högt ställda framtida krav för tillämpning i vätgasbilar: att kunna detektera 0,1 procent väte i luft på mindre än en sekund.

– Vi har inte bara tagit fram världens snabbaste vätgassensor, utan också en sensor som är stabil över tid och inte avaktiveras. Till skillnad från dagens vätgassensorer behöver den här inte kalibreras om lika ofta, eftersom den skyddas av plasten, säger Ferry Nugroho, forskare på institutionen på fysik på Chalmers. 

Det var under sin tid som doktorand som Ferry Nugroho och hans handledare Christoph Langhammer insåg att de var något stort på spåren. De läste en vetenskaplig artikel om att ingen hade lyckats nå de framtida hastighetskrav som ställs på vätgassensorer för bilar. När de testade sin egen sensor insåg de att de bara var en sekund från målet - utan att ens ha försökt optimera den. Plasten gjorde jobbet bättre än de kunde ana. Ursprungligen var den främst tänkt som en barriär, men det visade sig att den även gör sensorn snabbare. Upptäckten ledde till en febril tid av både experimentellt och teoretiskt arbete på institutionen. 

– I det läget fanns det inget stopp. Vi ville hitta den ultimata kombinationen av nanopartiklar och plast, förstå hur den fungerar och vad som gör den så snabb. Det hårda arbetet gav resultat. På bara några månader nådde vi rekordtiden samt den grundläggande teoretiska förståelsen för vad som orsakar den, säger Ferry Nugroho. 

Att detektera vätgas är utmanande på många sätt. Gasen är osynlig, luktfri, flyktig och extremt brandfarlig. Det krävs bara fyra procent väte i luften för det ska bildas knallgas som kan antändas vid minsta gnista. För att framtidens vätgasbilar och infrastrukturen kring dessa ska bli tillräckligt säker, måste man kunna detektera ytterst små mängder vätgas i luften. Sensorerna måste därför vara snabba så att läckor ska kunna åtgärdas innan det uppstår en brand. 

– Det känns fantastiskt att kunna presentera en sensor som förhoppningsvis ska vara en del i vätgasbilens stora genombrott. Intresset som vi ser i bränslecellsbranschen är motiverande, säger Christoph Langhammer, biträdande professor på institutionen för fysik på Chalmers.

Även om siktet främst är inställt på att använda vätgas som energibärare, finns det också andra möjligheter som öppnas. Högeffektiva vätgassensorer efterfrågas inom elnätsbranschen och kemi- och kärnkraftsindustrin, men kan också bidra till att förbättra medicinsk diagnostik. 

– Mängden vätgas i vår utandningsluft kan ge svar om till exempel inflammationer och födoämnesintoleranser. Vi hoppas att våra resultat ska kunna användas på bred front. Det här är så mycket mer än en vetenskaplig publikation, säger Christoph Langhammer. 

På sikt är förhoppningen att sensorn ska kunna serietillverkas på ett effektivt sätt, till exempel med hjälp av 3D-printerteknik. Fakta: Världens snabbaste vätgassensor

  • Den chalmersutvecklade sensorn bygger på ett optiskt fenomen – plasmoner – som uppstår när nanopartiklar av metall blir belysta och fångar upp ljus av en viss våglängd. 
  • Den optiska nanosensorn innehåller miljontals metallnanopartiklar av en palladium-guldlegering som ser till att vätgasen effektivt sugs upp som i en disktrasa. Denna effekt gör att sensorn ändrar färg när mängden vätgas i omgivningen förändras.
  • Plasten runt sensorn är inte bara ett skydd, utan ökar också sensorns hastighet genom att underlätta för vätgasmolekyler att tränga in i metallpartiklarna där de detekteras. Samtidigt fungerar plasten som en effektiv barriär mot omgivningen eftersom inga andra molekyler, som annars skulle avaktivera sensorn, släpps igenom
  • Sensorns effektivitet gör att den klarar fordonsindustrins högt ställda framtida krav för tillämpning i vätgasbilar: att kunna detektera 0,1 procent väte på mindre än en sekund. 
  • Forskningen har finansierats av Stiftelsen för Strategisk Forskning inom ramen för projektet Plastic Plasmonics.

Om den vetenskapliga artikeln: 

Artikeln ”Metal – Polymer Hybrid Nanomaterials for Plasmonic Ultrafast Detection” har publicerats i Nature Materials och är skriven av chalmersforskarna Ferry Nugroho, Iwan Darmadi, Lucy Cusinato, Anders Hellman, Vladimir P. Zhdanov och Christoph Langhammer. Resultaten har tagits fram i samarbete med Delfts tekniska universitet i Nederländerna, Danmarks tekniska universitet och Universitetet i Warszawa, Polen. 

Bildtext: Snabba och noggranna sensorer är avgörande i ett hållbart samhälle där vätgas är en energibärare. (Yen Strandqvist/Chalmers)

 

 

Håll dig uppdaterad med Motor-Magasinet
Är du prenumerant? Bli prenumerant

Med en prenumeration får du obegränsad tillgång till webbtidningen. Läs webbtidningen online.

Kommentarer (0)
Startsidan just nu

Glad Påsk

MotorMagasinet önskar alla en riktigt Glad Påsk!

Äntligen kommer Inspirationsdagen 100% Verkstad till Göteborg

Sogefi först på eftermarknaden med ett komplett filtersortiment för nya Peugeot 508

USA öppnar litium-gruva - igen

NEVS ska bygga tyska solcellsbilar

Det är den tyska bilutvecklaren Sono motors som valt att förlägga produktionen av den solcellsdrivna modellen Sion i Trollhättan. I ett första skede handlar det om 260000 bilar som ska tillverkas av Nevs under en åttaårsperiod, uppger flera media.

Biltema tillbakavisar uppgifter i Uppdrag Granskning om att man smiter undan skatt

Nyhetsbrev

ProMeister skapar nya jobb i Östersund

Arkiv

Påsk innebär också Bilsport Performance & Custom Motor Show på Elmia i Jönköping

Förra året kom det 84 000 besökare. Minst lika många väntas i år. Till en en bred motormässa där det inte bara visas bilar, motorcyklar och tillbehör utan också bjuds på underhållning, tävlingar och spektakulära utomhusshower.

Ny försäljningsdirektör på Volvo Car Sverige

”Det finns över 400000 veteranbilar i Sverige”

Deras auktioner lockar spekulanter från hela norra Europa. Nu vill Bilweb Auctions skapa Nordens första veteranbilshub.

Det är läge för att branschen själv tar kommandot i bilskadefrågan!

Idag blir vi överkörda av försäkringsbolagen. För att vi ska kunna flytta fram våra positioner krävs dock att verkstäderna våga ansluta sig till Eurogarant så vi kan ta upp kampen på allvar, säger Bo Ericsson, vd för SFVF till MotorMagasinet.

Andie Lahdo utsedd till årets företagare

Utifrån hundratals nominerade företag har ABS Wheels vd, Andie Lahdo vunnit det mest ärofyllda priset Årets företagare i Sigtuna kommun.

Pris till mobilitetsforskare

5

Sju bilmärken minskade sina CO2-utsläpp

Sju av världens bilmärken har lyckats minska koldioxidutsläppen från sina tillverkade bilar ifjol jämfört med 2017. Det visar siffror från fordonsstatistikkonsulten Jato.

Därför blev de populärast på Autobutler

Här är hjulvagnen som skonar ryggen

Toyota och Suzuki i nytt samarbete

Malte Månson lanserar verkstadskedjan Malte City

Med start i Uppsala lanseras inom kort Malte City, ett nytt och helt unikt koncept för service och reparationer av transportbilar.

Rally-SM stärks genom arrangörssamarbete

Mentorskap där etablerade SM-arrangörer stöttar nya. Viktigt att ge nya och unga förare utrymme att tävla i större sammanhang. Rally-SM ska stärkas som mästerskap och varumärke.

Svensk supersnabb vätgassensor öppnar upp för säkrare vätgasbilar

Axalta öppnar webbutik

Nu går elbilarna om laddhybriderna

För första gången någonsin tillkom fler elbilar än laddhybrider i trafik under en och samma månad. Tesla Model 3 rullade in i Sverige med 1 138 nya exemplar samtidigt som den mest populära laddhybriden inte ökar alls.

Krilles verkstad trollar med Volvo-motorer

Sex års fängelse för dansk däckkung

Läs en årsredovisning och få veta mer om branschen

Volvo Car Sverige får ny vd

1

Toyotahandlarna förlänger begagnatgarantierna till 10 år

Biltema Foundation satsar 800 miljoner

Skruvat.se rekryterar Claes Kjelldorff som Business Manager

”Vi vill gå i konfrontation med bilmotståndarna”

LBM Autoparts utökar med fler renoveringskit

"Riskerna med elbilar är överdrivna"

Nytt rekordår för DEFA

Snart kommer nya Land Rover Defender

Opel gör trendbrott med vinst

Ny lacktillbehörsserie från Axalta

Se alla Företagens egna nyheter

13 delar till Tesla modell S

NEXA - för din säkerhet vid brand

Påskhälsning

Nytt testcenter tas i bruk

Högskåpet för framtidens verkstad

"Med bra utbildning och support får våra kunder ut 100% av sin investering."

Trådlös truckkamera

Svängande kylvattentemperatur på bilar med DSG-växel

Hitta rätt belysning till din truck

Förvarar du däcken i en container, eller funderar på nytt däckhotell?

3D-utskrift av reservdelar! Vad gör Triscan?

100% verkstad i Göteborg och Malmö

Vad är egentligen en Logimat?

Lazer extraljus - Ford monteringskit

ACTIA 3D - standardinstallation och utbildning ingår alltid.

Verktygsskåpet för framtidens verkstad

Så säkerställs en säker arbetsmiljö på kedjans alla lastbils- och bussverkstäder

KW Parts storsatsar på sortiment till klassiska Amerikanska bilar!

Idag startar Bauma & Brigade är där!

Trådlös kamerasats med två skärmar

Boka din plats till årets konferens idag

Miljöstationen för framtidens verkstad

Behöver du byta till mindre farliga bilvårdsprodukter?

Kom till Brigade på Bauma!

Uppgradera din belysning till LED

Sänd till en kollega

0.113