Dla bezpieczeństwa podczas transportu i przechowywania wodoru

Obraz przedstawia MEMS-owy czujnik gazu wykonany za pomocą skaningowego mikroskopu elektronowego. Serce struktury czujnika stanowi cienka perforowana membrana, w której zintegrowane są element grzewczy i czujniki temperatury. (Copyright: Hahn-Schickard)

Nowa strategia importowa rządu federalnego ma na celu zapewnienie Niemcom i niemieckiemu przemysłowi dostaw wystarczającej ilości wodoru i pochodnych H2. Wodór jest bardzo aktualnym tematem, a coraz więcej elementów, takich jak np. rurociągi, musi bezpiecznie wytrzymywać zastosowanie z wodorem.

W tej kwestii współpracują Hahn-Schickard z Villingen-Schwenningen oraz Centrum Tworzyw SKZ z Würzburga. Hahn-Schickard produkuje rozwiązania z mikroelektromechaniki (MEMS). Te systemy są mniejsze niż paznokieć i znajdują zastosowanie również w części prowadzonej wodorem. SKZ, jako największy europejski instytut w dziedzinie tworzyw sztucznych, chce integrować takie systemy np. w rurach i elementach z tworzyw sztucznych, aby ustanowić system ostrzegania przy wyciekach H2. Wspólnie, w ramach projektu „H2Sens”, oba instytuty zajmują się rozwojem i walidacją taniego, selektywnego czujnika wodoru (H2) dla elementów i półfabrykatów przewodzących H2. Prototypy powstałe w ramach projektu będą testowane w specjalnie opracowanej komorze pomiarowej pod kątem ich czułości. Czujniki selektywne H2 mają następnie być montowane w miejscach słabych punktów elementów przewodzących wodór (np. mufy czy spawy), aby umożliwić szybkie działanie w przypadku przebicia wodoru.

W komitecie towarzyszącym projektowi 24.10.2024 przedstawiono pierwsze wyniki projektu współpracującym firmom i omówiono je podczas cyfrowego spotkania.

Jednym z partnerów projektu jest firma Hahn-Schickard z Villingen-Schwenningen, która posiada wieloletnie doświadczenie w rozwoju, produkcji i charakteryzacji miniaturowych systemów czujnikowych opartych na zasadzie efektu termicznego.

„W dziedzinie czujników przepływu w przeszłości opracowano niestandardowe czujniki krzemowe i moduły czujnikowe do różnych zastosowań. Czysta komora MEMS jest certyfikowana zgodnie z ISO (ISO 9001:2015) i oferuje od pojedynczych kroków procesowych po złożone procesy produkcyjne” — mówi kierownik projektu w Hahn-Schickard.

„Nauka żyje dla praktyki! Dołącz do projektu H2Sens razem z nami w komitecie towarzyszącym i korzystaj z wyników projektu. Bądź o krok przed rozwojem elementów i materiałów przewodzących wodór!” — dodaje Stefanie Grunert, naukowiec w dziedzinie spektroskopii.

Hahn-Schickard (HS) korzysta z technologii procesowej do selektywnego usuwania warstw ofiarniczych, co pozwala na wytwarzanie struktur mikro-mechaniki powierzchniowej (OMM) z precyzyjnymi szczelinami sięgającymi kilku setnych nanometra. Umożliwia to nową generację miniaturowych struktur czujników termicznych o specyficznej czułości dzięki drastycznym proporcjom wymiarów. Technologia ta pozwala na produkcję wysoko zintegrowanych czujników ciśnienia, temperatury i gazów termicznych na jednym chipie, które ze względu na lokalizację w tym samym miejscu pomiaru umożliwiają bardzo dokładną kompensację analizy termicznej gazów.

Zastosowania czujników obejmują cały łańcuch wartości dla zastosowań wodoru — od monitorowania wydajności elektrolizy lub ogniw paliwowych, przez przyspieszoną rozwój materiałów, po nadzór bezpieczeństwa infrastruktury transportowej i magazynowej (rury, zbiorniki).

SKZ jest firmą zajmującą się ochroną klimatu i członkiem Zuse-Gemeinschaft. Jest to związek niezależnych, przemysłowo zorientowanych instytutów badawczych, które dążą do poprawy wydajności i konkurencyjności przemysłu, zwłaszcza sektora MŚP, poprzez innowacje i współpracę.