H2-Wirtschaft: Fraunhofer zeigt Sensoren für sichere Wasserstoffnutzung

Das sichere Lagern und Transportieren von Wasserstoff werden von Anfang an mitgedacht. Der Erfolg des nachhaltigen Treibstoffs könnte davon abhängen.

5. März 2025 um 15:45 Uhr / Mario Petzold

Ein Ultraschallsensor erkennt kleinste Abweichungen in der Zusammensetzung von Gasen. Bild: Fraunhofer IPM

Vielleicht lassen sich Meldungen wie diese , wonach allein die Gasinfrastruktur weltweit 1.200 riesige Lecks aufweist und durch jedes einzelne mindestens 25 Tonnen Methan pro Stunde verliert, zukünftig vermeiden. Dabei geht es dann allerdings nicht um die Erdgasförderung und -weiterleitung.

Moderne Tanks für Wasserstoff und die Leitungssysteme, um das flüchtige Gas zu transportieren, sollen von vornherein effizient geschützt werden. Hierfür setzt das Fraunhofer-Institut für Physikalische Messtechnik auf neu entwickelte Sensoren, die an unterschiedlichen Stellen zum Einsatz kommen.

Variable Einsatzmöglichkeiten

Drei Geräte wurden dafür konstruiert, die beispielsweise wie Rauchmelder genutzt oder mithilfe von Drohnen große Gebiete abdecken können. Es geht um einen möglichst einfachen wie auch verlässlichen Nachweis des flüchtigen Gases, das das als Gemisch mit Sauerstoff als sogenanntes Knallgas auch explodieren kann.

Ein Ultraschallsensor nutzt aus, dass Gase bei Lichteinstrahlung zur Schwingung angeregt werden. Ändert sich die Zusammensetzung, weil Wasserstoff eindringt, ändert sich der Ton. Hier wird ausgenutzt, dass H ₂ diverse Metalle durchdringen kann, was anderen Gasmolekülen nicht gelingt.

Ein Laserspektrometer wiederum erkennt aus bis zu 50 Metern Entfernung, ob Ammoniak austritt. Das Molekül gilt als idealer Kandidat, um Wasserstoff bei Raumtemperatur zu speichern, ist aber giftig.

Preiswerte Technik, robuster Aufbau

Außerdem wird mit Raman-Spektroskopie gearbeitet. Mithilfe dieser Technik lässt sich die Zusammensetzung eines Materials sehr verlässlich bestimmen. So kann insbesondere Wasserstoff innerhalb anderer Elemente identifiziert werden.

Bei der Wasserstofferzeugung könnte die genaue Konzentration ermittelt werden. Weil ein simpler wie kompakter CMOS-Sensor für die Auswertung genügt, soll das Gerät kostengünstig produziert werden können.

Was jetzt noch nötig wäre, sind ausreichende Mengen an produziertem Wasserstoff, die sich dann detektieren und quantifizieren ließen.