Beschreibung

Entsprechend der Wasserstoff-Roadmap von Baden-Württemberg soll zukünftig ein großer Anteil des Energiebedarfs in Industrie und Privathaushalten durch Wasserstoff gedeckt werden. Ziel ist es, den Erdgasverbrauch als Primärbrennstoff drastisch zu senken. Die damit verbundenen großen Wasserstoffmengen müssen sicher transportiert, bevorratet und verarbeitet werden. Wasserstoff bildet zusammen mit Luft ein zündfähiges Gemisch bei Konzentrationen größer als 4% (untere Explosionsgrenze, UEG) und kleiner als 77% H₂ (obere Explosionsgrenze, OEG). Das Entstehen von zündfähigen Gemischen wird in der Regel durch technisch dichte Anlagen vermieden. Um dies zu gewährleisten, ist die vorbeugende Instandhaltung der wasserstoffführenden Anlagen durch Überprüfung der Dichtigkeit zwingend erforderlich um auch schon Entstehungslecks im niedrigen ppm (parts per million) -Bereich zu erkennen.
Daher wurde in diesem Förderprojekt ein kombinierter H₂-Sensor bestehend aus einem Festkörperelektrolytsensor für die Spurengaskonzentrationen (< 1000 ppm) und einem Wärmeleitähigkeitssensor für die Überwachung der unteren Explosionsgrenze entwickelt. Der kombinierte Sensor bietet Eigensicherheit, einen großen Messbereich und eine hohe Messsicherheit, womit sie sich klar vom aktuellen Stand der Technik absetzt. Solche Sensoren sind bislang nicht kommerziell am Markt verfügbar. Die Sensoren wurden im Projekt mit einer Ausleseelektronik kombiniert und in ein Gehäuse integriert. Dieser Aufbau erlaubt es nun die Sensorik auch in explosionsgefährdeten Bereichen zu verwenden.