Was ist ein Wasserstoffsensor?

Ein Wasserstoffsensor ist ein Gerät, das das Vorhandensein von Wasserstoffgas erkennen kann. Da Wasserstoff natürlicherweise in extrem geringen Mengen in der Atmosphäre vorkommt, etwa 0.00005 Vol.-%, sind diese Sensoren darauf ausgelegt, als gefährlich einzustufende Mengen zu erkennen. Ein Gasdetektor zur Überwachung von Wasserstoff wird am häufigsten verwendet, um Lecks dieses Gases aus geschlossenen Systemen zu erkennen. Wasserstoffsensoren finden auch in der neuen, aber wachsenden Wasserstoff-Brennstoffzellenindustrie eine Nische.

Zahlreiche Technologien für das Design von Wasserstoffsensoren sind heute im Einsatz. Die meisten machen sich die Tatsache zunutze, dass Wasserstoff chemisch ziemlich aktiv ist. Ein Sensortyp verwendet beispielsweise Palladium. Wenn Palladium mit Wasserstoffatomen in Kontakt kommt, bildet es spontan eine Verbindung namens Palladiumhydrid, die weniger leitfähig ist als das reine Metall. Durch Messung der Leitfähigkeitsänderungen des Palladiums im Sensor kann die Wasserstoffkonzentration in der Luft berechnet werden. Fortschrittliche Wasserstoffsensoren können sehr klein sein, mit Abmessungen in Millimetern oder Bruchteilen eines Zolls und können innerhalb von Sekunden Wasserstoffkonzentrationen von nur 5 Teilen pro Million (ppm) erkennen.

Wasserstoff ist potenziell gefährlich. Bei Konzentrationen über 40,000 ppm kann es brennbar und sogar explosiv sein. Die berühmte Explosion und Verbrennung der Hindenburg im Jahr 1937 hat gezeigt, wie gefährlich dieses Gas sein kann. Das mit Wasserstoffgas gefüllte große Luftschiff fing Feuer, explodierte und stürzte zu Boden, was 36 Todesopfer forderte. Der Ruhm dieses Unfalls ließ Luftschiffe als Transportmittel in Ungnade fallen. Aufgrund dieser und anderer Unfälle mit Bränden und Explosionen wurde ein Bedarf an Wasserstoffsensoren als Sicherheitsmaßnahme gesehen.

2011 wird ein Wasserstoffsensor höchstwahrscheinlich in einer von drei Anwendungen zum Einsatz kommen. Tragbare Wasserstoffsensoren sind Gasdetektoren, mit denen Inspektoren oder Techniker jedes System, das Wasserstoffgas enthält, überträgt oder verwendet, stichprobenartig auf Lecks überprüfen können. Diese Sensoren, bei denen es sich normalerweise um kleine Handgeräte handelt, können nur speziell für die Wasserstoffdetektion gebaut werden oder können Multigasdetektoren sein, die je nach Einstellung mehrere Arten von Gasen erkennen können.

Ein statischer Wasserstoffsensor wird wahrscheinlich in einem Gebäude oder einem anderen geschlossenen Raum platziert. Diese Art von Wasserstoffsensor funktioniert wie ein Handgerät, ist jedoch mit einem Überwachungssystem verbunden, das Alarme enthalten kann. Bei diesen Anwendungen dienen Wasserstoffsensoren dazu, eine Ansammlung des Gases über dem normalen atmosphärischen Niveau zu erkennen, bevor es gefährlich wird.

Wasserstoff-Brennstoffzellen sind ein aufstrebendes Technologiefeld, das im Wesentlichen Wasserstoff als Brennstoff verwendet. Unter kontrollierten Bedingungen liefert Wasserstoff bei der Verbrennung viel Energie und ist der ultimative grüne Brennstoff, da das Nebenprodukt der Wasserstoffverbrennung reines Wasser ist. Viele Unternehmen arbeiten an Fahrzeugen, die diese Zellen zur Stromversorgung verwenden. Wasserstofflecks können auch in Brennstoffzellen gefährlich sein, und Wasserstoffsensoren werden in jedem Fahrzeug, jeder Maschine oder jedem Gerät installiert, das eine Wasserstoff-Brennstoffzelle zur Stromversorgung verwendet.