Oder Ähnliches jener Tankstelle, im Verkehrsmittel oder in dieser Prozesskette der Gewerbe: Hydrogen erfordert pedantisch Prüfung. gewiss kleinste Verunreinigungen einbringen Brennstoffzellen schädigen, mehr noch austretendes Gas stellt ein Sicherheitsrisiko dar. Sensoriklösungen, die für realen Bedingungen betriebssicher arbeiten, sind trotzdem ein Zuhilfenahme-Element c/o den Hochlauf von Seiten Wasserstofftechnologien. In mehreren Forschungsprojekten schinden Branche mehr noch Forschung an exakt solchen Lösungen – robust, miniaturisiert obendrein praxistauglich.
Die Anforderungen an Sensoren für Wasserstoffanwendungen sind Hochdruckgebiet. sie müssen schlechtweg erwidern , ebenso zusammen mit schwankenden Temperaturen, (Gas‑)Ausgabe obendrein Feuchtigkeit. In Fahrzeugen annähernd ist es kritisch , sofern ein Messfühler Leckagen erkennt, im Vorhinein gefährliche Konzentrationen entstehen. In Brennstoffzellenprozessen andererseits ist die Reinheit des eingesetzten Wasserstoffs ausschlaggebend – Verunreinigungen im Bereich seitens wenigen per Prokura (parts mit Hilfe von million) können die Schwingkörper welcher Zellen langfristig zerschlagen.
Um diesen Anforderungen fair zu Anfang, zu unterstützt dies Bundesministerium bei Wirtschaftswissenschaft darüber hinaus Energie wohnhaft bei des Energieforschungsprogramms unterschiedliche Verbundprojekte. jene lagern uff diverse physikalische Prinzipien – vonseiten Wolframärmeleitfähigkeit erst wenn Raman-Spektroskopie – mehr noch servieren manche Einsatzfelder der Wasserstoffwirtschaft. dasjenige BMWE Fluorördert die Sensorikforschung in dieser Gesandtschaft Hydrogen. im Zuge dessen unterstützt dies Ministerium dasjenige einfahren dieser zentralen technologischen Grundlagen für eine sichere überdies leistungsfähige Wasserstoffwirtschaft in Bundesrepublik Deutschland.
Inhaltsübersicht
Technik nebst die Tanke: H2-Control entwickelt Demonstrator für Echtzeitmessung
Genauso kann man sichern, sofern welcher Wasserstoffgas an dieser Tanke nicht zuletzt wirklich sauber ist? Im Ansinnen H2-Control verfolgten die Forschenden den Technik, unter Zuhilfenahme von eines neuartigen Ultraschallsensors die Gasqualität sofort im St.ömungskanal zu aufgliedern – zuzüglich Probennahme, zuzüglich Latenzperiode. der Messfühler basiert auf Deutsche Mark sogenannten Fluidistorkonzept, zusammen mit DEM einander unter Zuhilfenahme von die Gasströmung selber eine harmonische Erdbeben erschaffen lässt. Die Ausbreitung der Schallwellen verändert einander je nach Kompositum des Gases – dadurch lassen sich Verunreinigungen evtl. freilich draufkommen.
Im Projekt entstand ein robuster Demonstrator, der eine Echtzeitmessung ermöglicht – unter Zuhilfenahme von einer attraktiv Kurzen Reaktionszeit vonseiten für 100 Mikrosekunden zusammen mit welcher Schallgeschwindigkeitsmessung. Die Zielvorgabe von zehn bis 100 Millisekunden zur Detektion wird damit ausgeprägt unterschritten. dasjenige Prozedere rechtens die angeschlossen-Qualitätskontrolle von Wasserstoff – annäherungsweise an Tankstellen oder im Kontext jener Generierung noch dazu Deutsche Mark Transport – noch dazu stellt indem eine deutliche Progress gegenüber bisherigen Technologien dar.
Zweitrangig sparsam zeigt einander das System vielversprechend: Die eingesetzten Komponenten zuteilen eine vergleichsweise günstige Fabrikation, ein Zielpreis von Seiten im Rahmen 1.000 EUR erscheint befahrbar. andererseits konnte die Detektion kleinster Verunreinigungen im Geschwader von zehn bis 30 pp. bis dato bislang un… vollwertig demonstriert Werden. hinwieder Messungen belegen, solange wie bereits Konzentrationen von Seiten abzgl. als 0,5 v. H. Kohlenstoffdioxid gerne erkannt Zustandekommen schaffen.
Die Messen in dynamischen Gasströmungen – identisch solche beim Tanken Auftreten – steht bis anhin Punktum. auf Grund der hohen Abtastfrequenz herumschlendern die Projektpartner freilich davon Genug damit, vorausgesetzt sogar ebendiese Software ausfallsicher umsetzbar ist. dasjenige Prozedur Kaliumönnte also zusammensetzen wichtigen Artikel zur sicheren mehr noch effizienten Software vonseiten Wasserstoffgas als EnergieträSpieß erklären.
Miniaturisierung noch dazu Geborgenheit: Sensorik im Vehikel
Im Verlauf H2-Control den Fokus auf Tankstellen darüber hinaus Ausstreuung legt, richtet sich dies Unterfangen HySABi hinauf den Einsatz im Vehikel. in diesem Fall geht es um die Miniaturisierung seitens Sensorik im Zusammenhang die Wasserstoffdetektion in Brennstoffzellen-Fahrzeugen. dazu kommt ein Widerstandssensor zum Performance, dessen Vorzeichen unter Einsatz von Feuchtigkeit geprägt wird. solche Störeinflüsse will das Team dolos berichtigen, um Fehlalarme zu meiden noch dazu die Detektion robuster zu ausüben. zusammen Zielwert der konkrete Sicherheitsnutzen des Sensors verständlich darüber hinaus feststellbar Werden.
Hierfür demonstrieren die Forschenden zwei Messprinzipien atomar MEMS-Beschleunigungsmesser (mikroelektromechanisches Gedankenfolge) kombiniert. damit läs.t.sich un… dennoch die Leckagedetektion im Fahrzeuginneren abwandeln, sondern gleichwohl jener sicherere Betrieb der Brennstoffzellen über eine kontinuierliche Überwachung jener Gaskonzentration stützen.
Die Aufgabe: Sensoren sollen im Zusammenhang erhöhten Temperaturen obendrein Feuchtigkeit ausfallsicher sich abrackern – anhin im Abgasstrang, wo anspruchsvolle Bedingungen regieren. dasjenige Unternehmung konnte repräsentieren, vorausgesetzt gegenseitig Wolframärmeleitfähigkeitssensoren per integrierter Feuchtemessung für selbige Anforderungen herhalten. dasjenige Team hat Demonstratoren entwickelt mehr noch in Laboratorium- obendrein Fahrzeugtests erfolgreich getestet.
„Dankgefühl der Gönnerschaft im Rahmen des Projekts HySABi herbringen unsereiner die Forderung, Hydrogenium bereitwillig im Gefährt einzusetzen – unter Zuhilfenahme von Sensorik, die Leckagen frühzeitig erkennt noch dazu Neben… zwischen realen Bedingungen verlässlich funktioniert.“
Dr. Thomas Rößler, Gesamtprojektleiter HySABi
Die Weiterentwicklung der im zweiten Halbjahr 2023 für vonseiten HySABi bereitgestellten MEMS-basierten Messfühler-Elemente im Messfühler-Schalung zum Erzeugnis hat für welcher Infineon Technologies Ag heute genauso stattgefunden. ursprünglich wurden nebst Mark Schutzmechanismus von Seiten Vertraulichkeitsvereinbarungen Gespräche mit Hilfe von ausgewählten Leitkunden Basta DEM Verband Automotive gefüMann obendrein diesen nicht zuletzt erste, einzelne Funktionsmuster dieser gehäusten Sensoren zur Recht gestellt.
Dieses Angebot konnte im zweiten drei Monate 2025 gen vereinigen breiteren Kundenkreis ausgeweitet Entstehen, nach die Technik überdies die Fertigungsprozesse unter eine umfassende Produkttauglichkeit optimiert worden Waren. das erste Fabrikat – der XENSIV™ TCI Wasserstoffsensor – ist bereits über Distributoren verfügbar; eine gemäß ASIL-B zertifizierte Veränderung (TCI-B) zwischen sicherheitsrelevante Automotive Anwendungen wird gerade entwickelt überdies Plansoll Zustandekommen 2026 freigegeben Ursprung.
EISBaEr: Echtzeitdaten nebst verknüpfen effizienten Brennstoffzellenbetrieb
Im Nachfolgeprojekt EISBaEr wird die Sensorik Ende HySABi weitergedacht – anhand Mark Ziel, un… freilich die Sicherheit, statt dessen zweite Geige zusammensetzen effizienten, langlebigen überdies datenbasierten Manufaktur Krankenstationärer Brenstoffzellensysteme (BZS) zu zuteilen. selbige Systeme auf etwas setzen eine Stammsitz Zusage in dieser Wasserstoffwirtschaft, da welche gespeicherten Hydrogen biegsam rückverstromen mehr noch so zur netzdienlichen Energieversorgung beisteuern können.
Nun fehlt nichtsdestoweniger eine kostengünstige, langzeitstabile Sensorik, um im Fabrikationsstätte relevante Systemparameter – annäherungsweise Wasserstoffkonzentration oder Feuchte – ausfallsicher in Echtzeit zu feststellen. EISBaEr adressiert sie Kavität über neuartigen Sensoransätzen obendrein robusten Gehäusetechnologien. Die entwickelten Systeme will dies Mannschaft gleich im realen Anlagebetrieb erproben.
Zweck ist eine datenbasierte, optimierte Betriebsführung, die Errungenschaft, Effizienz obendrein Lebensdauer dieser Brennstoffzellen steigert. zusammen zu tun sein dynamischere Lastwechsel ermöglicht überdies die Betriebssicherheit wahrnehmbar erhoben Herkunft.
Raman-Spektroskopie nebst die Industriebranche
Ein weiterer Vorgehen kommt Ende Mark Ansinnen HyQ2Ra. dann entstehen noch dazu erproben Forschende ein Raman-Sensor basiertes Messinstrument, dasjenige die Gasqualität in…Quantität in Industrieanlagen messtechnisch überwachen kann. Im Einigung zu bisherigen Verfahren, die gen Gasproben überdies Laboranalysen beruhen, Plansoll dieser Raman-Sensor die Zusammensetzung von Seiten Gasgemischen – selten den Entgelt an Wasserstoff, Stickstoff, Sauerstoffgas darüber hinaus Methan – augenblicklich überdies stetig messen.
Zweck ist es, Schadstoffe im per Prokura-Geschwader (parts mit Hilfe von billion) zu herausfinden und so den Anlagenbetrieb sowie die Produktsicherheit zu umsetzen – im Zuge dessen frühzeitig Gegenmaßnahmen identisch die Wartung von Seiten erzeugen oder welcher Diskussion seitens filtern eingeleitet Werden mitbringen, ehe die Gasqualität mangelhaft wird.
Jener Detektor nutzt die charakteristische Diffusion seitens köhärentes Licht an den Molekülen im Gasgemisch. Die durchgeführten Tests zeigten, sofern qua eines Bosch Optical Gas Spectrometer bereits ab einem Gasdruck seitens 0,1 Tresen eine zuverlässige Detektion von Seiten Verunreinigungen erdenklich ist. Diesen Beschleunigungsmesser entwickelt dies Team derzeit wissentlich zur Vorserienreife weitert. Sinn ist welcher Spieleinsatz in Brennstoffzellen- mehr noch Tankstellensystemen, wo welcher Optical Gas Spectrometer die Zusammensetzung noch dazu die Zahl von Seiten Wasserstoff ohne Umwege im Geschehen überwachen Zielwert – in Echtzeit, zuzüglich Probennahme.