Wat is een waterstofsensor?

Een waterstofsensor is een apparaat dat de aanwezigheid van waterstofgas kan detecteren. Aangezien waterstof van nature in extreem kleine hoeveelheden in de atmosfeer voorkomt, ongeveer 0,00005% per volume, zijn deze sensoren ontworpen om hoeveelheden te detecteren die als gevaarlijk kunnen worden beschouwd. Een gasdetector voor het bewaken van waterstof wordt meestal gebruikt om lekken van dit gas uit gesloten systemen te detecteren. Waterstofsensoren vinden ook een plekje in de nieuwe, maar groeiende sector van waterstofbrandstofcellen.

Talloze technologieën voor het ontwerpen van waterstofsensoren zijn tegenwoordig in gebruik. De meeste maken gebruik van het feit dat waterstof chemisch vrij actief is. Eén type sensor maakt bijvoorbeeld gebruik van palladium. Omdat palladium in contact komt met waterstofatomen, vormt het spontaan een verbinding genaamd palladiumhydride, die minder geleidend is dan het zuivere metaal. Door veranderingen in de geleidbaarheid van het palladium in de sensor te meten, kan de concentratie van waterstof in de lucht worden berekend. Geavanceerde waterstofsensoren kunnen erg klein zijn, met afmetingen gemeten in millimeters of fracties van een inch en kunnen binnen enkele seconden concentraties van waterstofgas detecteren van slechts 5 delen per miljoen (ppm).

Waterstof is potentieel gevaarlijk. Het kan ontvlambaar en zelfs explosief zijn bij concentraties boven 40.000 ppm. De beroemde explosie en verbranding van de Hindenburg in 1937 illustreerde hoe gevaarlijk dit gas kan zijn. Het grote luchtschip, gevuld met waterstofgas, vatte vuur en explodeerde en stortte neer op de grond, met 36 doden als gevolg. De bekendheid van dit ongeval zorgde ervoor dat luchtschepen als transport uit de gratie vielen. Een behoefte aan waterstofsensoren als veiligheidsmaatregel werd gezien als een gevolg van deze en andere ongevallen met brand en explosies.

In 2011 zal een waterstofsensor waarschijnlijk worden gebruikt in een van de drie toepassingen. Draagbare waterstofsensoren zijn gasdetectoren die inspecteurs of technici kunnen gebruiken om elk systeem dat waterstofgas vasthoudt, verzendt of gebruikt op lekken, ter plaatse te controleren. Deze sensoren, meestal kleine, draagbare eenheden, kunnen speciaal worden gebouwd voor waterstofdetectie of kunnen multigasdetectoren zijn die verschillende soorten gassen kunnen detecteren, afhankelijk van de instellingen.

Een statische waterstofsensor wordt waarschijnlijk in een gebouw of een andere afgesloten ruimte geplaatst. Dit type waterstofsensor werkt op dezelfde manier als een draagbare eenheid, maar is gekoppeld aan een bepaald type bewakingssysteem dat alarmen kan bevatten. In deze toepassingen dienen waterstofsensoren om een ​​opbouw van het gas boven normale atmosferische niveaus te detecteren voordat het gevaarlijk wordt.

Waterstofbrandstofcellen zijn een opkomend technologieveld dat in wezen waterstof als brandstof gebruikt. Onder gecontroleerde omstandigheden levert waterstof veel energie bij verbranding en is het de ultieme groene brandstof, omdat het bijproduct van waterstofverbranding zuiver water is. Veel bedrijven werken aan voertuigen die deze cellen gebruiken voor stroomvoorziening. Waterstoflekken kunnen ook gevaarlijk zijn in brandstofcellen, en waterstofsensoren zijn geïnstalleerd in elk voertuig, machine of apparaat dat een waterstofbrandstofcel gebruikt voor stroomvoorziening.