Wasserstoff problemlos tanken

  • 12. January 2018

Neues Sensorsystem soll Qualität und Rein­heit des Gases sicher­stellen.

Probleme beim Tanken sollen das umweltfreundliche Wasserstoff-Auto nicht aus­bremsen: Mit einem neu­artigen Sensor­system wollen Andreas Schütze und sein Team von der Uni­ver­sität des Saar­landes die Qualität und Rein­heit des getankten Wasser­stoffs sicher­stellen. Das Ver­fahren, das den Wasser­stoff im laufen­den Betrieb an der Zapf­säule perma­nent auf Verun­reini­gungen hin über­wachen soll, ent­wickeln die Forscher zusammen mit dem Fraun­hofer-Institut für solare Energie­systeme, dem Zentrum für Mecha­tronik und Auto­mati­sie­rungs­technik und Hydac Elec­tronic. Auch der Mineralöl- und Erdgas-Konzern Shell ist am Projekt beteiligt. Das Bundes­wirt­schafts­minis­terium fördert das Projekt mit etwa zwei­ein­halb Millionen Euro.

Team-Leiter Schütze

Bild: Andreas Schütze von der Uni­ver­sität des Saar­landes forscht mit inter­natio­nalen Wissen­schaft­lern, hier mit Dona­tella Pug­lisi von der Uni­ver­sität Lin­köping, an Gas-Sensor­systemen. (Foto: O. Dietze)

Bei Herstellung, Transport und Lagerung kann der Wasser­stoff verun­reinigt werden. „Gelangen etwa Ammoniak oder Kohlen­wasser­stoffe in den Wasser­stoff, zum Beispiel wegen eines un­dichten Ventils, kann es zu einer Ver­giftung der Brenn­stoff­zelle kommen“, erklärt Sensor-Experte Schütze. Die Folge: Die Brenn­stoff­zelle produ­ziert weniger Strom und das senkt Leis­tung und Reich­weite des Wagens. Im schlimm­sten Fall bleibt das Fahr­zeug liegen und es drohen dauer­hafte Schäden.

Um die Wasserstoff-Qualität permanent vor Ort überwachen, ent­wickeln die Forscher eine Infra­rot-Mess­zelle, die auch unter extremen Bedin­gungen bei hohem Druck ver­läss­liche und exakte Infor­ma­tionen darüber liefert, wie es um den Zustand des Gases bestellt ist. Ver­gleich­bare Systeme, die den Zustand von Öl über­wachen, haben die Sensor­system-Experten der Uni­ver­sität des Saar­landes bereits zur Markt­reife gebracht.

Die Messzelle soll an der Zapfsäule integriert werden. In der Tank­leitung wird der Wasser­stoff durch eine Küvette strömen. „Hier durch­leuchten wir das Gas mit einer Infra­rot-Quelle und fangen die Strahlen auf der gegen­über­liegenden Seite auf. Wenn sich das Gas chemisch ver­ändert, ändert sich auch das empfan­gene Licht­spektrum. Hieraus können wir Rück­schlüsse auf Bei­men­gungen und Verun­reini­gungen ziehen“, erklärt Schütze.

„Wir erforschen derzeit, wie wir das neue Infrarot-Sensor­system in der Tank­leitung zusam­men­stellen. Das System muss sehr unter­schied­liche Verun­reini­gungen sicher erkennen, die zudem deut­lich geringer sind als etwa in Öl. Auch muss es hohen Druck aus­halten und unter diesen extremen Bedin­gungen den Wasser­stoff charak­teri­sieren“, erläutert Team-Mitglied Marco Schott.

UdS / RK

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