Földgáz szivárgás érzékelésében hasznosítható mikroméretű gázérzékelőt fejlesztett az Energiatudományi Kutatóközpont (EK) Mikrorendszerek Laboratóriuma és az orosz Nemzeti Nukleáris Kutató Egyetem moszkvai Mérnök Fizikai Intézetének (MEPhI) munkatársai egy magyar-orosz közös támogatású projekt keretében. Az eszköz alapját képező egyenletes felületi hőmérsékletet biztosító mikrofűtőtestet mintaoltalom védi.
A 2021-ben zárult három éves együttműködés során mikroméretű gázérzékelőt fejlesztettek az Energiatudományi Kutatóközpont (EK) Mikrorendszerek Laboratóriuma és az orosz Nemzeti Nukleáris Kutató Egyetem moszkvai Mérnök Fizikai Intézetének (MEPhI) munkatársai egy magyar-orosz közös támogatású projekt keretében.
Gázérzékelő chip és a lézervágással kialakított kerámia tokok optikai mikroszkópos képei. A bal oldalon a beültetett 1x1mm-es mikropellisztor chip két fűtőtestjén a szuszpenziókból leválasztott katalitikusan aktív (fekete) és passzív referencia bevonat (fehér). A jobb oldali képen az SMD technikával szerelhető,kerámia burkolattal ellátott szenzorok láthatók.
Az érzékelők alapjául szolgáló mikrofűtőtest 0,15 mm átmérőjű felületének hőmérséklet-egyenletessége ±1%-on belüli, stabilitása 530 oC-ig 5000 óra, így a gázérzékelőkben alkalmazott szakaszos üzemmódban 5 éven át működőképes. A fűtőtest 1,5V feszültségen mindössze 27mW teljesítménnyel eléri az 500 oC-ot, így kiválóan alkalmazható hordozható, személyi védelmet biztosító eszközökben is. A fejlesztés másik eleme a chip robbanásbiztos mechanikai védelmét biztosító, SMD technológiával nyomtatott áramkörre szerelhető kerámia burkolat, melyet lézeres technikával állítottak elő. Az éghető gázok szabályozott oxidációja során keletkezett hő mérésén alapuló katalitikus gázérzékelők kifejlesztéséhez klasszikus kémiai módszerekkel és atomi rétegleválasztással nanoszemcsés katalizátorokat állítottak elő. Bár a katalizátorok hosszú távú stabilitása még elmarad a követelményektől, az új technikák és anyagrendszerek finomításával piacképes érzékelők gyártására nyílik lehetőség. Ennek első eleme a követelményeknek megfelelő hővezető képesség mérésén alapuló szenzor, amely a fent elemekből épül fel. A tervek szerint a hővezetőképesség mérésén és a katalitikus elven működő szenzorok kombinációjával stabil és megbízható metán riasztórendszer építhető.
Az eszköz alapját képező egyenletes felületi hőmérsékletet biztosító mikrofűtőtestet mintaoltalom védi.
A kifejlesztett eszköz robbanásbiztos tokozással elsősorban földgáz, és egyéb éghető gázok veszélyes koncentrációjának felismerésében hasznosítható.
A „Kis fogyasztású kalorimetrikus nanoszenzorok gázérzékelésre veszélyes közegben” című 2017-2.3.4-TÉT-RU-2017-00006 azonosítószámú projekt a Magyar Kormány támogatásával a Kutatási és Technológiai Innovációs Alap finanszírozásával valósult meg.
További információ:
EK MFA Mikrorendszerek Laboratórium: http://www.mems.hu
Kapcsolat:
Dr. Dücső Csaba, projektvezető
EK MFA, 1121 Budapest Konkoly Thege Miklós út 29-33.
ducso.csaba@ek-cer.hu, +36 1 392 2222/3885
