Optischer Wasserstoffsensor für mehr Sicherheit

Wasserstoff gilt als einer der Energieträger der Zukunft, ist aber leicht entzündlich und bildet explosive Gasgemische mit Luft. Das Projekt NANOGAS hat auf Basis der Nanotechnologie einen speziellen Gassensor für Wasserstoff entwickelt.

Wird Wasserstoff aus erneuerbaren Energien gewonnen, verursacht seine Herstellung keine Emissionen. Außerdem lässt er sich besser speichern als Strom. Allerdings ist Wasserstoff leicht entzündlich, bildet explosive Gasgemische mit Luft und breitet sich in geschlossenen Räumen sehr leicht aus. Ihn zu bemerken ist sehr schwierig, denn er ist farb- und geruchslos.

Optische Erkennung für größere Sicherheit

Dank des Gasssensors des Projekts NANOGAS kann man nun Wasserstoff erkennen. Die Sensoreinheit selbst enthält keinerlei elektronische Komponenten, sodass kein Funkenschlag auftreten kann. Durch das optische Messverfahren kann die Auswerteeinheit des Sensors, die die Elektronik enthält, mit Lichtleitern verbunden und räumlich vom Sensor getrennt untergebracht werden.

Sensor und Elektronik getrennt

Herzstück des Sensors sind winzige Plättchen aus dem Edelmetall Palladium. Wenn an diesen Plättchen Wasserstoff bindet, verändert sich das Reflexionsverhalten dieser „Nanoantennen“ geringfügig, es kommt zu Resonanzverschiebungen im optischen Spektrum. Durch die Veränderung eines eingestrahlten und wieder reflektierten Lichtstrahls ergibt sich so ein Maß für die gebundene Wasserstoffmenge.

Ansatz auch ausweitbar

Im Rahmen des Projekts wurde ein Demonstrator eines Wasserstoffsensors entwickelt, der industriellen Standards entspricht. Durch den Einsatz unterschiedlicher Strukturgeometrien und Materialsysteme ließe sich dieser Ansatz auch auf andere Gase und chemische Reaktionen ausweiten.

 

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