Российские исследователи разработали новый сенсор монооксида углерода на основе каликсареновых соединений и фосфорновольфрамовой кислоты, который работает в присутствии водорода. Его можно будет использовать в топливных элементах, где малейшая примесь монооксида углерода в водороде отравляет катализатор. Статья опубликована в журнале Sensors and Actuators: B. Chemical.
В последние десятилетия в связи с развитием альтернативной энергетики стала актуальной задача разработки газовых сенсоров, способных выборочно определять концентрацию монооксида углерода (CO) в воздухе в присутствии водорода. Это очень важно, например, при обеспечении работы топливных элементов: любая примесь CO в водороде может испортить катализатор. Исследователи Центра компетенций НТИ «Новые и мобильные источники энергии» предложили новый сенсор для решения этой проблемы.
Потенциометрические сенсоры состоят из электролита, рабочего электрода и электрода сравнения. Среди множества протонпроводящих электролитов большое внимание привлекают гетерополисоединения из-за их каталитических свойств во многих процессах, включая окисление монооксида углерода. Однако в процессе изготовления мембран для потенциометрических датчиков для увеличения долговечности и улучшения механических свойств используются непроводящие пластификаторы, которые ухудшают перенос протонов.
«Ранее нами была показана работоспособность композитных систем на основе гетерополисоединений и каликсарена в качестве протонопроводящих мембран в потенциометрических сенсорах водорода. В данной работе в качестве электролита мы выбрали композит оптимального состава с эквимолярным содержанием фосфорновольфрамовой гетерополикислоты и каликсаренсульфокислоты, а в качестве материала рабочего электрода — платинированный оксид олова, допированного сурьмой, с содержанием платины 3 массовых процента. Все материалы представляют собой порошки, а сами сенсоры собираются путем последовательного прессования всех слоев», — рассказывает первый автор статьи Любовь Шмыглева.
Исследования показали, что новые сенсоры при постоянной концентрации монооксида углерода не реагируют на изменение водорода и, наоборот, способны определять СО в воздухе в присутствии водорода даже при концентрациях, близких к концентрациям СО. При этом время отклика сенсора на один объемный процент CО в воздухе составляет всего 12 секунд и не зависит от наличия водорода в воздухе вплоть до его концентрации в один объемный процент.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
