23.08.2013

Informationsdienst Wissenschaft e. V. - idw

Gassensoren für die Sicherheit in der Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologie

Eine wichtige Option für die
klimaverträgliche Energieerzeugung undMobilität ist der Wasserstoff.
Daher ist davon auszugehen, dass es inZukunft eine Vielzahl von mit
Wasserstoff betriebenen Brennstoffzellengeben wird, sowohl im
stationären als auch mobilen Betrieb. Die wichtigsteAnwendung wird der
alternative Antrieb in Fahrzeugen sein. Der Fahrersollte sich natürlich
keine Gedanken darüber machen, ob der Betrieb auchsicher ist.


Dabei helfen Sensoren.In solch einem Fahrzeug sind zum Beispiel mehrere
Wasserstoffsensoren zufinden. Man braucht sie, um Leckagen an der
Brennstoffzelle, am Tank undin der Fahrzeugkabine zu erkennen. Denn
bereits Konzentrationen von etwavier Volumenprozent des farb- und
geruchlosen Gases Wasserstoff in derLuft reichen für eine zündfähige
Mischung aus. Um dies zu verhindern,müssen die Sensoren zuverlässig
anschlagen. Sie müssen sehr empfindlich,präzise und vor allem auch sehr
schnell reagieren. Darüber hinaus sollensie wenig Energie verbrauchen
und preiswert sein und wenn siebeispielsweise an einer
Wasserstoff-Tankstelle ihren Dienst verrichten,müssen sie ebenso
sensibel reagieren, keinen Alarm auslösen, wenn nebenanBenzin oder
Diesel getankt wird. Das sind viele Anforderungen, mit denensich ein
internationales Projekt beschäftigt, das jüngst gestartet ist.In dem
Projekt “H2Sense“ haben sich sechs Partner aus Deutschland,
denNiederlanden und Italien zusammengeschlossen. Neben der BAM
Bundesanstaltfür Materialforschung und -prüfung, die das Projekt
koordiniert, sind diesdas Zentrum für Sonnenergie- und
Wasserstoff-Forschung Baden-Württemberg(ZSW), die deutschen Unternehmen
Umweltsensortechnik (USW) undAppliedSensor GmbH, die Firma Sensitron
S.r.l. aus Mailand und dasInstitut für Energie und Transport (IET) in
den Niederlanden. Das IET istTeil der gemeinsamen Forschungsstelle
(JRC) der Europäischen Kommission.Das Projekt wird von dem europäischen
öffentlich-privatenGemeinschaftsunternehmen FCH JU (Fuel Cells and
Hydrogen JointUndertaking) und mit Mitteln der EU gefördert. Um den
Austausch vonWissen, Erfahrungen und Know-How zu fördern, arbeitet man
erstmals beieinem FCH JU geförderten Projekt mit einem US-Konsortium
unter Führung desUS Department of Energy (National Renewable Energy
Labora¬tory und LosAlamos National Laboratory) zusammen. Ziel des
Projektes ist esaufzuzeigen, wie kostengünstige und zuverlässige
Wasserstoffsensoren zueiner sicheren Nutzung von Wasserstoff als
alternativem Energieträgerbeitragen. Das Konsortium wird sich darüber
hinaus mit möglichen Barrierenfür die Nutzung der Sensoren
beschäftigen, beispielsweise mitunterschiedlichen Normen und Standards,
die derzeit die weitereVerbreitung von Wasserstoffsensoren behindern
können.Im ersten Schritt geht es um eine Marktanalyse, die sich
damitbeschäftigt, welche Was-serstoffsensoren weltweit angeboten werden
undwelche Merkmale sie haben. Es gibt Wasserstoff-Sensoren in
verschiedenenAusführungen. Sie unterscheiden sich nicht nur im Preis
sonderninsbesondere in der Methodik, wie das Gas nachgewiesen wird.
AlleVerfahren müssen aber zuverlässig und sicher funktionieren. Egal ob
dieSensoren in einem Auto eingebaut sind oder sich in einem Labor oder
ineiner Fabrikhalle befinden. Die Qualitätsmerkmale werden den
spezifischenAnforderungen, die an die Sensoren beim Einsatz zu stellen
sind,gegenübergestellt.Herstellern soll mit Abschluss des Projekts in
einem Jahr eineHilfestellung gegeben werden, um bessere Sensoren
produzieren, aber auchbesser vermarkten zu können - bei sinkenden
Kosten. Dazu werdenHerstellungstechnologien und Signalverarbeitung
analysiert und Labortestsunter Betriebsbedingungen durchgeführt, um die
Eigenschaf¬ten zubestimmen. Die BAM verfügt über langjährige Erfahrung
mit derentwicklungsbe¬gleitenden Prüfung von Wasserstoffsensoren.
Darüber hinauswerden an der BAM aber auch Wasserstoffwarngeräte
einschließlich derSensoren auf ihre Zuverlässigkeit geprüft und
zertifiziert.

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