ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ БЕСПЛАМЕННОГО КАТАЛИТИЧЕСКОГО ГОРЕНИЯ ВОДОРОДА НА КАТАЛИЗАТОРАХ ПЛАТИНОВОЙ ГРУППЫ НА ПАРАМЕТРЫ ТЕРМОКАТАЛИТИЧЕСКИХ СЕНСОРОВ

ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ БЕСПЛАМЕННОГО КАТАЛИТИЧЕСКОГО ГОРЕНИЯ ВОДОРОДА НА КАТАЛИЗАТОРАХ ПЛАТИНОВОЙ ГРУППЫ НА ПАРАМЕТРЫ ТЕРМОКАТАЛИТИЧЕСКИХ СЕНСОРОВ

Автор: И. И. Иванов, А. М. Баранов

Журнал: Научное приборостроение @nauchnoe-priborostroenie

Рубрика: Системный анализ приборов и измерительных методик

Статья в выпуске: 2, 2023 года.

Бесплатный доступ

Проведено исследование отклика термокаталитических сенсоров водорода с катализаторами платиновой группы (Pt+3Pd, Pt, Pd, Ir и Rh) в диапазоне комнатных температур. Показано, что реакция беспламенного каталитического горения водорода на Pt и Pt+3Pd катализаторах протекает при температуре 20 ºС, что проявляется в самопроизвольном нагреве чувствительного элемента термокаталитического сенсора и увеличении сопротивления микронагревателя. Впервые проведено измерение температуры микронагревателя. Показано, что температура увеличивается на 99 ºС и 84 ºС в поверочной газовой смеси, содержащей 0.96% об. водорода, для Pt и Pt+3Pd катализаторов соответственно. Предложен способ измерения концентрации водорода термокаталитическим сенсором без подачи нагревающего напряжения.

Еще

Термокаталитический сенсор водорода, катализаторы платиновой группы, беспламенное горение, температура самоинициирования реакции

Короткий адрес: https://sciup.org/142236993

IDR: 142236993

Список литературы ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ БЕСПЛАМЕННОГО КАТАЛИТИЧЕСКОГО ГОРЕНИЯ ВОДОРОДА НА КАТАЛИЗАТОРАХ ПЛАТИНОВОЙ ГРУППЫ НА ПАРАМЕТРЫ ТЕРМОКАТАЛИТИЧЕСКИХ СЕНСОРОВ

  • 1. Noussan M., Raimondi P.P., Scita R., Hafner M. The role of green and blue hydrogen in the energy transition — a technological and geopolitical perspective // Sustainability. 2021. Vol. 13, iss. 1. DOI: 10.3390/su13010298
  • 2. Mitrova T., Gayda I., Grushevenko E. et al. Decarbonization of oil and gas industry: International experience and Russian priorities. Energy Center of Moscow State University SKOLKOVO [Электронный ресурс]. URL: //energy.skolkovo.ru/downloads/documents/SEneC/Research/SKOLKOVO_EneC_Decarbonization_of_oil_and_gas_EN_22032021.pdf (дата обращения 09.03.2023).
  • 3. Darmadi I., Anggoro F., Nugroho A., Langhammer C. High-performance nanostructured palladium-based hydrogen sensors — current limitations and strategies for their mitigation // ACS Sens. 2020. Vol. 5, iss. 11. P. 3306–3327. DOI: 10.1021/acssensors.0c02019
  • 4. Li Zh., Yao Zh., Haidry A.A., Plecenik T., Xie L., Sun L. Fatima Q. Resistive-type hydrogen gas sensor based on TiO2 // International Journal of Hydrogen Energy. 2018. Vol. 43, iss. 45. P. 21114–21132. DOI: 10.1016/j.ijhydene.2018.09.051
  • 5. Zhang T., Zhou Y, Liu P., Hu J. A novel strategy to identify gases by a single catalytic combustible sensor working in its linear range // Sensors & Actuators: B. Chemical. 2020. Vol. 321. DOI: 10.1016/j.snb.2020.128514
  • 6. EN 1127-1:2019 Explosive atmospheres - Explosion prevention and protection - Part 1: Basic concepts and methodology. URL:
  • https://standards.iteh.ai/catalog/standards/cen/0e501f7bb51c-44a2-bd24-6f5af92f8b86/en-1127-1-2019
  • 7. Aliyu F., Sheltami T. Development of an energyharvesting toxic and combustible gas sensor for oil and gas industries // Sensors and Actuators B. Chemical. 2016. Vol. 231. P. 265–275. DOI: 10.1016/j.snb.2016.03.037
  • 8. Baranov A.M., Akbari S., Spirjakin D., Bragar A., Karelin A. Feasibility of RF energy harvesting for wireless gas sensor nodes // Sensors and Actuators A. Physical. 2018. Vol. 275, P. 37–43. DOI: 10.1016/j.sna.2018.03.026
  • 9. Trochimczyk A.H., Chang J., Zhou Q., et al. Catalytic hydrogen sensing using microheated platinum nanoparticle-loaded graphene aerogel // Sensors and Actuators B. Chemical. 2015. Vol. 206, P. 399–406. DOI: 10.1016/j.snb.2014.09.057
  • 10. ГАЗСЕНСОР: СТК-1-Н2 Информаналитика сенсор водорода H2 [Электронный ресурс]. URL: https://gassensor.ru/catalog/vodorod/stk-1-n2 (дата обращения: 09.03.2023).
  • 11. SG sensorgas.ru: Сенсоры и блоки датчиков для приборов газового анализа. TGS6812-D00 сенсор (датчик) водорода, метана и сжиженного углеводородного газа термохимический. [Электронный ресурс] https://www.sensorgas.ru/tgs6812-d00-sensor-vodorodametana-szhizhennogo-uglevodorodnogo-gaza.html (дата обращения: 09.03.2023).
  • 12. Талипов В.А., Баранов А.М., Иванов И.И., Янян Ц. Исследование активности термокаталитических сенсоров водорода при отрицательных температурах окружающей среды // Научное приборостроение. 2023. Т. 33, № 1. C. 30–42. URL: http://www.iairas.ru/mag/2023/full1/Art3.pdf
  • 13. Иванов И.И., Баранов А.М., Лямин А.Н., Миронов С.М. Исследование чувствительности и селективности термокаталитического сенсора водорода // Научное приборостроение. 2022. Т. 32, № 2. C. 42–54. URL: http://www.iairas.ru/mag/2022/full2/Art4.pdf
  • 14. Haruta M., Sano H. Catalytic combustion of hydrogen I – its role in hydrogen utilization system and screening of catalyst materials // Int. J. Hydrogen Energy. 1981. Vol. 6. P. 601–608. DOI: 10.1016/0360-3199(81)90025-2
  • 15. Калинин А.П., Рубцов Н.М., Виноградов А.Н., Егоров В.В., Матвеева Н.А., Родионов А.И., Сазонов А.Ю., Трошин К.Я., Цветков Г.И., Черныш В.И. Воспламенение смесей водород –углеводород (C1 – C6)–воздух над поверхностью палладия при давлениях 1–2 атм. // Химическая физика. 2020. Т. 39, № 5. С. 23–32. URL: https://sciencejournals.ru/cgi/getPDF.pl?jid=khimfiz&year=2020&vol=39&iss=5&file=KhimFiz2005005Kalinin.pdf
  • 16. Karpov-Sensor. Производство термокаталитических сенсоров горючих газов. [Электронный ресурс] URL: http://karpov-sensor.com/ (дата обращения: 09.03.2023).
  • 17. Ivanov I.I., Baranov A.M., Talipov V.A., Mironov S.M., Akbari S., Kolesnik I.V., Orlova E.D., Napolskii K.S. Investigation of catalytic hydrogen sensors with platinum group catalysts // Sensors and Actuators B. Chemical. 2021. Vol. 346. DOI: 10.1016/j.snb.2021.130515
  • 18. Иванов И.И., Баранов А.М., Талипов В.А., Миронов С.М., Колесник И.В., Напольский К.С. Разработка эффективных сенсоров обнаружения довзрывоопасных концентраций H2 // Научное приборостроение. 2021. Т. 31, № 3. C. 25–36. URL: http://iairas.ru/mag/2021/full3/Art4.pdf
  • 19. Шебеко Ю.Н., Трунев А.В., Шепелин В.А., Навценя В.Ю., Зайцев А.А. Исследование беспламенного горения водорода на поверхности гидрофобизированного катализатора // Физика горения и взрыва. 1995. Т. 31, № 5. С. 37–38. URL: https://www.sibran.ru/upload/
Еще
Статья научная
QR-код для установки приложения SciUp Наведите камеру и скачайте бесплатное приложение SciUp