Sensorik für den sicheren Umgang mit Wasserstoff
Wasserstoff ist ein zentraler Bestandteil der Energiewende und des Europäischen Green Deals für ein klimaneutrales Europa. Für eine nachhaltige Wasserstoffindustrie sind Sicherheits- und Zuverlässigkeitsaspekte von zentraler Bedeutung. Hierfür ist es erforderlich, Wasserstoff präzise, schnell und kostengünstig nachweisen zu können. Dies gilt sowohl für Gasgemische als auch für Werkstoffe, die mit Wasserstoff in Berührung kommen.
Die industrielle Transformation hin zu einer Wasserstoffwirtschaft wird mit einem zunehmenden Marktbedarf an präziser und preiswerter Sensorik einhergehen. Austretendes Wasserstoffgas kann zusammen mit Luft ein Gemisch bilden, das sich entzünden und explodieren kann. Aufgrund seiner geringen Molekülgröße kann Wasserstoff leicht durch Materialien diffundieren und zu einer Versprödung bis zu einem Versagen von Werkstoffen führen. Zudem hat Wasserstoff keinen Geruch und keine Farbe, ist also für den Menschen nicht wahrnehmbar. Daher ist der quantitative sensorische Nachweis von Wasserstoff sowohl in der Umwelt als auch in Prozessgasen erforderlich. Ebenso ist es notwendig, Konstruktionswerkstoffe, die mit Wasserstoff in Berührung kommen, bezüglich des aufgenommenen Wasserstoffs zu charakterisieren.
Lösungsansatz
Vor diesem Hintergrund adressiert das Projekt H2Safety die Entwicklung von in-situ Wasserstoff-Sensorik auf Basis eines bisher für diesen Anwendungsfall nicht kommerziell genutzten physikalischen Effektes, der Änderung der sog. Thermospannung von metallischen Werkstoffen durch die Einlagerung von Wasserstoff. Das Projekt verfolgt dabei zwei Entwicklungsziele: Einerseits soll ein Wasserstoff-Gassensor auf Basis von Werkstoffen, die bei Wasserstoff-einlagerung eine deutliche Änderung in der Thermospannung aufweisen, entwickelt werden. Andererseits soll ein mobiles Sensorsystem zum zerstörungsfreien in-situ Nachweis des Wasserstoffgehaltes in metallischen Konstruktionswerkstoffen und Schweißverbindungen aufgebaut werden. Insgesamt soll im Projekt eine präzise und zuverlässige Wasserstoff-Sensorik entlang der Wertschöpfungskette aufgebaut und damit die Voraussetzung für eine nachhaltige Wasserstoffwirtschaft und den Aufbau von Vertrauen in die Wasserstofftechnologie geschaffen werden.