Per la sicurezza nel trasporto e nello stoccaggio di idrogeno

L'immagine mostra un sensore di gas MEMS ripreso con un microscopio elettronico a scansione. Il cuore della struttura del sensore è una membrana sottile perforata in cui sono integrati un elemento riscaldante e sensori di temperatura. (Copyright: Hahn-Schickard)

La nuova strategia di importazione del governo federale mira a garantire alla Germania e alla sua economia un approvvigionamento sufficiente di idrogeno e derivati dell'H2. L'idrogeno è un tema molto attuale e sempre più componenti, come ad esempio le tubazioni, devono resistere in modo sicuro all'impiego con l'idrogeno.

Per questo tema, Hahn-Schickard di Villingen-Schwenningen e il Centro di Plastica SKZ di Würzburg si sono uniti. Hahn-Schickard sviluppa soluzioni con microtecnologia, chiamate sistemi microelettromeccanici (MEMS). Questi sistemi sono più piccoli di un'unghia e trovano applicazione anche nel settore di componenti condotti con idrogeno. Il SKZ, come il più grande istituto europeo nel settore della plastica, intende integrare tali sistemi in, ad esempio, tubi e componenti plastici, per stabilire un sistema di allerta in caso di perdite di H2. Insieme, i due istituti si dedicano nel progetto "H2Sens" allo sviluppo e alla validazione di un sensore economico, selettivo per l'idrogeno (H2), per componenti e semilavorati conduttori di H2. I prototipi realizzati nel quadro del progetto vengono testati in una camera di misurazione appositamente sviluppata per verificarne la sensibilità. I sensori selettivi per H2 devono poi essere applicati in punti critici di componenti conduttori di idrogeno (come ad esempio raccordi o saldature) per consentire un intervento rapido in caso di rottura del sistema di idrogeno.

Nel comitato di accompagnamento del progetto, il 24.10.2024, sono stati presentati i primi risultati del progetto alle aziende partner e discussi in modalità digitale.

Un partner del progetto è l'azienda Hahn-Schickard di Villingen-Schwenningen, che vanta una lunga esperienza nello sviluppo, nella produzione e nella caratterizzazione di sistemi sensoriali miniaturizzati basati su principi termici.

“Nel settore dei sensori di flusso, in passato sono stati sviluppati sensori e moduli sensore in silicio su misura per diverse applicazioni. La camera bianca MEMS è certificata ISO (ISO 9001:2015) e offre, oltre ai singoli processi, anche cicli di produzione complessi”, afferma il responsabile del progetto presso Hahn-Schickard.

“La ricerca vive per la pratica! Seguite il progetto H2Sens insieme a noi nel comitato di accompagnamento e beneficiate dei risultati del progetto. Siate un passo avanti nello sviluppo di componenti e materiali conduttori di idrogeno!”, aggiunge Stefanie Grunert, scienziata nel settore spettroscopia.

Hahn-Schickard (HS) utilizza una tecnologia di processo per asportare selettivamente strati di sacrificio, al fine di realizzare strutture di micro-meccanica superficiale (OMM) con spaziature precise fino a poche centinaia di nanometri. Ciò permette di creare una nuova generazione di strutture sensoriali termiche miniaturizzate con sensibilità specifica grazie agli aspetti estremamente elevati. Con questa tecnologia, è possibile realizzare sensori di pressione, temperatura e gas termici altamente integrati su un singolo chip, che grazie alla loro posizione nello stesso punto di misurazione consentono una compensazione molto accurata per l'analisi termica dei gas.

Le applicazioni dei sensori si estendono lungo tutta la catena del valore delle applicazioni H2 — dal monitoraggio dell'efficienza dell'elettrolisi o delle celle a combustibile, allo sviluppo accelerato di materiali, fino alla sorveglianza della sicurezza delle infrastrutture di trasporto e stoccaggio (tubi, serbatoi).

SKZ è un'azienda impegnata nella protezione del clima e membro della comunità Zuse. Questa è un'associazione di enti di ricerca indipendenti e vicini all'industria, che mira a migliorare le prestazioni e la competitività dell'industria, in particolare delle piccole e medie imprese, attraverso innovazione e networking.