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.
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
