Para la seguridad en el transporte y almacenamiento de hidrógeno

La imagen muestra un sensor de gas MEMS tomado con un microscopio electrónico de barrido. La pieza central de la estructura del sensor es una membrana delgada perforada en la que están integrados un elemento calefactor y sensores de temperatura. (Derechos de autor: Hahn-Schickard)

La nueva estrategia de importación del gobierno federal tiene como objetivo garantizar a Alemania y a la economía alemana el suministro de suficiente hidrógeno y derivados de H2. El hidrógeno es un tema muy actual y cada vez más componentes, como por ejemplo tuberías, deben soportar de manera segura su uso con hidrógeno.

Para este tema, Hahn-Schickard de Villingen-Schwenningen y el Centro de Plásticos SKZ de Würzburg se han unido. Hahn-Schickard desarrolla soluciones con microtecnología, conocidas como sistemas microelectromecánicos (MEMS). Estos sistemas son más pequeños que una uña y también se utilizan en componentes conducidos por hidrógeno. El SKZ, como el instituto más grande de Europa en el área de plásticos, busca integrar estos sistemas en, por ejemplo, tuberías y componentes plásticos para establecer un sistema de advertencia en caso de fugas de H2. Juntos, los dos institutos trabajan en el proyecto «H2Sens» para desarrollar y validar un concepto de sensor selectivo de hidrógeno (H2) rentable para componentes y semiacabados que conducen H2. Los prototipos creados en el marco del proyecto se prueban en una cámara de medición especialmente diseñada para verificar su sensibilidad. Los sensores selectivos de H2 se colocarán posteriormente en puntos débiles de componentes que conducen hidrógeno (como juntas o soldaduras) para permitir una intervención rápida en caso de una fuga de hidrógeno.

En la reunión del comité acompañante del proyecto el 24.10.2024, se presentaron los primeros resultados del proyecto a empresas colaboradoras y se discutieron en un entorno digital.

Un socio del proyecto es la empresa Hahn-Schickard de Villingen-Schwenningen, que cuenta con una amplia experiencia en el desarrollo, fabricación y caracterización de sistemas de sensores miniaturizados basados en principios térmicos.

“En el área de sensores de flujo, en el pasado se desarrollaron sensores y módulos de sensores de silicio personalizados para diversas aplicaciones. La sala limpia MEMS está certificada según ISO (ISO 9001:2015) y ofrece desde pasos de proceso individuales hasta procesos de fabricación complejos”, explica el director del proyecto en Hahn-Schickard.

“¡La investigación vive para la práctica! Acompaña el proyecto H2Sens junto a nosotros en el comité acompañante y benefíciate de los resultados del proyecto. ¡Sé un paso adelante en el desarrollo de componentes y materiales que conducen hidrógeno!”, añade Stefanie Grunert, científica en el área de espectroscopía.

Hahn-Schickard (HS) utiliza una tecnología de proceso para eliminar selectivamente capas de sacrificio, permitiendo fabricar estructuras de microtecnología de superficies (OMM) con espacios precisos de hasta unos pocos cientos de nanómetros. Esto posibilita una generación innovadora de estructuras de sensores térmicos miniaturizados con sensibilidad específica debido a las relaciones de aspecto drásticas. Con esta tecnología, se pueden fabricar sensores de presión, temperatura y gases térmicos altamente integrados en un solo chip, que, por estar ubicados en el mismo punto de medición, permiten una compensación muy precisa para el análisis térmico de gases.

Los campos de aplicación de la sensórica abarcan toda la cadena de valor de las aplicaciones de H2, desde la supervisión de eficiencia en la electrólisis o pilas de combustible, hasta el desarrollo acelerado de materiales y la supervisión de seguridad de infraestructuras de transporte y almacenamiento (tuberías, tanques).

El SKZ es una empresa de protección climática y miembro de la comunidad Zuse. Esta es una asociación de instituciones de investigación independientes, cercanas a la industria, que persiguen el objetivo de mejorar la capacidad de innovación y competitividad de la industria, especialmente de las pequeñas y medianas empresas, mediante la innovación y la colaboración.