Un capteur inédit traque les fuites d’hydrogène avec une précision extrême

Brian Consiglio

Un nouveau capteur ultrasensible permet de détecter rapidement le gaz hydrogène, ce qui contribue à prévenir les accidents et à protéger l’environnement.

Des chercheurs de l’université du Missouri s’efforcent de rendre l’énergie hydrogène aussi sûre que possible. Alors que de plus en plus de pays et d’industries investissent massivement dans les énergies renouvelables plus propres, les usines et les véhicules fonctionnant à l’hydrogène gagnent en popularité. Mais l’hydrogène présente des risques : les fuites peuvent entraîner des explosions, des accidents et des dommages environnementaux.

La plupart des capteurs de détection d’hydrogène disponibles sur le marché sont coûteux, ne peuvent pas fonctionner en continu et ne sont pas assez sensibles pour détecter rapidement les fuites infimes.

C’est pourquoi Xiangqun Zeng et son équipe de la faculté d’ingénierie de l‘université du Missouri ont entrepris de concevoir le capteur d’hydrogène idéal, en se concentrant sur six caractéristiques : la sensibilité, la sélectivité, la vitesse, la stabilité, la taille et le coût.

Dans une étude récente, ils ont dévoilé le prototype d’un capteur abordable, plus durable et ultra-sensible, capable de détecter avec précision les fuites d’hydrogène les plus infimes en quelques secondes. Le plus beau dans tout ça ? Il est incroyablement petit, de la taille d’un ongle.

Zeng a créé son capteur en mélangeant de minuscules cristaux de platine et de nickel avec des liquides ioniques. Comparé à ce qui existe déjà sur le marché, le nouveau capteur est inégalé en termes de performances et de durabilité.

« L’hydrogène peut être difficile à détecter, car il est invisible, inodore et insipide », indique Mme Zeng, recrutée par MizzouForward pour créer des capteurs destinés à protéger la santé des personnes et l’environnement. « De manière générale, notre objectif est de créer des capteurs plus petits, plus abordables, très sensibles et fonctionnant en continu et en temps réel. »

Bien que son nouveau capteur d’hydrogène soit encore en phase de test en laboratoire, Mme Zeng espère le commercialiser d’ici 2027. L’université du Missouri s’est engagée à poursuivre ces recherches importantes, car la priorité accordée aux énergies renouvelables sera l’un des fondements du nouveau Centre d’innovation énergétique, dont l’ouverture est prévue sur le campus de l’université en 2028.

La création de capteurs améliorés pouvant être largement utilisés dans les domaines de la santé, de l’énergie et de l’environnement a été la mission de Mme Zeng tout au long de sa carrière, et ses travaux ont été largement financés par le ministère américain de l’Énergie, les Instituts nationaux de la santé, la National Science Foundation et l’Office of Naval Research.

« Mon expertise réside dans le développement de technologies de mesure de nouvelle génération, et depuis plus de 30 ans, je donne la priorité aux projets qui peuvent avoir le plus grand impact sur la société », a ajouté Mme Zeng, qui occupe également un poste au Collège des arts et des sciences. « Si nous voulons développer des capteurs capables de détecter les gaz explosifs, cela doit se faire en temps réel afin que nous puissions aider les gens à rester en sécurité autant que possible. »

« PtNi nanocrystal-ionic liquid interfaces: An innovative platform for high-performance and reliable H2 detection » (Interfaces nanocristallines PtNi-liquide ionique : une plateforme innovante pour une détection fiable et performante de l’hydrogène) a été publié dans ACS Sensors. DOI : 10.1021/acssensors.4c03564