Neuartiger Wasserstoffsensor mit höchster Sensitivität
und Selektivität auf der Basis von Mikro-elektro-mechanischen
Sensorstrukturen.
Pd und Pd-Legierungen bilden unter Wasserstoffeinfluss Hydride. Sie schalten selektiv von metallisch opak
zur halbleitenden transparenten Hydridphase. Der auf
dieser Basis erarbeitete und hier vorgestellte neuartige
H2-Sensor kann sicher und zweifelsfrei H2-Konzentrationen von einigen 100 ppm bis 100 vol% nachweisen.
Die reversible Bildung der Hydridphase ist verbunden
mit einer Volumenausdehnung, deren Nachweis durch
piezoresistive Silizium-Strukturen realisiert wird.
Diese können mittels der Methoden der Mikrosystemtechnik (Si-Technologie) gefertigt werden, sodass das
neue Sensorprinzip nicht nur hohe Potenziale hinsichtlich der unteren Nachweisgrenze und der Ansprechzeit
aufweist, sondern auch insbesondere hinsichtlich der
Miniaturisierung, des Energieverbrauchs und des Preises derartiger Wasserstoff-Sensoren. Es handelt sich
um mikro-elektro-mechanische Systeme (MEMS).
Nach derzeitigem Stand erfüllen H2MEMS die Anforderungen der ISO 26142.
Anforderung an H2-Sicherheitseinrichtungen:
1. Alarmschwellenwert bei 20% UEG (0,8%)
2. Alarmschwellenwert bei 40% UEG (1,6%)
Anforderung an Gasbeschaffenheitsmessung von Erdgas:
- Keine Querempfindlichkeit zu Alkanen, sowie Luft
(O2), sowie H2S 3 ppm, sowie Odoriermittel (z.B. THT) - Messbereich bis 40 vol% in Luft, Überlebensfähigkeit bis 100 vol%.
- Langzeitstabilität, Temperaturbereich 0 – 50 °C, Normaldruck (1 bar)
- Definierter Intervall zur Kalibrierung
- t90 ≤ 5 s
- Exschutzbetrachtung
