Was ist ein Wasserstoffsensor?
Ein Wasserstoffsensor ist ein Gerät, das das Vorhandensein von Wasserstoffgas erfassen kann. Da Wasserstoff in der Atmosphäre von Natur aus in äußerst geringen Mengen von etwa 0,00005 Vol .-% vorkommt, wurden diese Sensoren entwickelt, um Mengen zu erfassen, die als gefährlich eingestuft werden könnten. Ein Gasdetektor zur Überwachung von Wasserstoff wird am häufigsten verwendet, um Leckagen dieses Gases aus geschlossenen Systemen zu erfassen. Wasserstoffsensoren finden auch in der neuen, aber wachsenden Wasserstoffbrennstoffzellenindustrie eine Nische.
Zahlreiche Technologien für das Design von Wasserstoffsensoren werden heute eingesetzt. Die meisten nutzen die Tatsache, 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 von Änderungen der Leitfähigkeit des Palladiums im Sensor kann die Wasserstoffkonzentration in der Luft berechnet werden. Fortschrittliche Wasserstoffsensoren können mit Abmessungen in Millimetern oder Bruchteilen eines Zolls sehr klein sein und Wasserstoffgaskonzentrationen von nur 5 ppm innerhalb von Sekunden erfassen.
Wasserstoff ist möglicherweise gefährlich. Bei Konzentrationen über 40.000 ppm kann es entzündlich und sogar explosiv sein. Die berühmte Explosion und das Verbrennen der Hindenburg im Jahr 1937 haben gezeigt, wie gefährlich dieses Gas sein kann. Das große Luftschiff, das mit Wasserstoffgas gefüllt war, fing Feuer und explodierte und stürzte zu Boden, was 36 Todesopfer forderte. Der Ruhm dieses Unfalls führte dazu, dass Luftschiffe als Transportmittel in Ungnade fielen. Die Notwendigkeit von Wasserstoffsensoren als Sicherheitsmaßnahme wurde als Folge dieses und anderer Unfälle mit Bränden und Explosionen gesehen.
Im Jahr 2011 wird ein Wasserstoffsensor höchstwahrscheinlich in einer von drei Anwendungen eingesetzt. Tragbare Wasserstoffsensoren sind Gasdetektoren, mit denen Inspektoren oder Techniker jedes System, das Wasserstoffgas auf Lecks hält, überträgt oder nutzt, auf Herz und Nieren prüfen können. Diese Sensoren, bei denen es sich in der Regel um kleine handgehaltene Einheiten handelt, können nur für die Wasserstoffdetektion gebaut werden oder können je nach Einstellung Mehrgasdetektoren sein, die mehrere Arten von Gasen detektieren können.
Ein statischer Wasserstoffsensor wird wahrscheinlich in einem Gebäude oder einem anderen geschlossenen Raum platziert. Diese Art von Wasserstoffsensor funktioniert auf die gleiche Weise wie ein Handgerät, ist jedoch mit einer Art Überwachungssystem verbunden, das möglicherweise Alarme enthält. In diesen Anwendungen dienen Wasserstoffsensoren dazu, eine Gasansammlung über dem normalen atmosphärischen Niveau zu erfassen, bevor es gefährlich wird.
Wasserstoffbrennstoffzellen sind ein aufstrebendes Technologiefeld, das im Wesentlichen Wasserstoff als Brennstoff verwendet. Unter kontrollierten Bedingungen liefert Wasserstoff beim Verbrennen viel Energie und ist der ultimative grüne Brennstoff, da das Nebenprodukt der Wasserstoffverbrennung reines Wasser ist. Viele Unternehmen arbeiten an Fahrzeugen, die diese Zellen für die Stromversorgung nutzen. Wasserstofflecks können auch in Brennstoffzellen gefährlich sein, und Wasserstoffsensoren sind in jedem Fahrzeug, jeder Maschine oder jedem Gerät installiert, das eine Wasserstoffbrennstoffzelle zur Stromversorgung verwendet.