Grüner Wasserstoff leuchtet pink

Forschende entwickeln Sensor, um Wasserstoff sichtbar zu machen

14.03.2022 - Deutschland

Unsichtbares Wasserstoffgas für das bloße Auge sichtbar machen, um Gefahren durch Brände und Explosionen zu verhindern: Diese Idee haben Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Departments Chemie und Pharmazie und des Lehrstuhls für Thermische Verfahrenstechnik der FAU verwirklicht. Das Ergebnis sind sogenannte Suprapartikel, winzig kleine Partikel, die ihre Farbe verändern, sobald sich Wasserstoffgas in ihrer Umgebung befindet.

Unsplash/pixabay.com

Symbolbild

Mit erneuerbarer Energie hergestellter, sogenannter grüner Wasserstoff soll in Zukunft zum Schlüsselbaustein für eine nachhaltige und klimafreundliche Energiewirtschaft werden. Wasserstoffgas kann man weder riechen noch sehen, an der Luft ist es jedoch leicht entzündlich und hochexplosiv. Historische Ereignisse wie die Explosion des Zeppelins „Hindenburg“ und kürzlich auch die Explosion einer Wasserstofftankstelle in Norwegen zeigen, wie wichtig Sicherheitsvorkehrungen sind, um eine nachhaltige und sichere Wasserstoffwirtschaft aufzubauen.

Um die Sicherheit im Umgang mit Wasserstoff zu erhöhen, haben Forscherinnen und Forscher der FAU, ausgehend von einem Konzept, das am Fraunhofer Institut für Silicatforschung (ISC) in Würzburg entwickelt wurde, die grundsätzlichen Funktionsmechanismen für einen neuartigen Wasserstoffsensor erforscht. Beteiligt waren die Arbeitsgruppen von Prof. Dr. Karl Mandel, Professur für Anorganische Chemie, Prof. Dr. Jörg Libuda und Dr. Tanja Bauer, Lehrstuhl für Katalytische Grenzflächenforschung, Prof. Dr. Dirk Zahn, Professur für Theoretische Chemie, Prof. Dr. Matthias Thommes, Lehrstuhl für Thermische Verfahrenstechnik, und Prof. Dr. Andreas Görling, Lehrstuhl für Theoretische Chemie.

Wasserstoffsensoren können bereits geringe Konzentrationen des Gases, zum Beispiel bei einem Leck in der Leitung, erkennen. Der neuartige Wasserstoffsensor der FAU-Forscherinnen und -Forschern besteht aus winzigen Partikeln, sogenannten Suprapartikeln, und macht ohne Strom oder komplexe Messgeräte Wasserstoffgas für das bloße Auge sichtbar. Die entwickelten Suprapartikel sind zwischen einem und zehn Mikrometern, ein Mikrometer ist ein Tausendstel Millimeter, groß und bestehen unter anderem aus dem violetten Indikatorfarbstoff Resazurin. In Kontakt mit Wasserstoff reagieren die Farbstoffmoleküle und verfärben sich für das Auge sichtbar in zwei Stufen. Verfärbt sich der Sensor pink, ist einmalig Wasserstoff ausgetreten. Tritt gerade noch Wasserstoff aus, ist der Sensor also in dem Moment viel Wasserstoff ausgesetzt, wird er farblos. Lecks sind auf Grund der sofortigen Reaktion so in Echtzeit sicht- und auffindbar. Ein weiterer Vorteil des neuartigen Wasserstoffsensors ist seine geringe Größe, so kann er in vielen Bereichen, zum Beispiel für die Beschichtung von Leitungen eingesetzt werden.

„Das gewonnene mechanistische Verständnis über das neue Partikelsystem wird es uns ermöglichen, die Superpartikel weiter zu optimieren, um ihr volles Potenzial auszuschöpfen, reale Anwendung zu finden und damit einen Beitrag zu einer sicheren Wasserstoffwirtschaft zu leisten“, erklären die Erstautoren der Publikation Simon Schötz, Wissenschaftlicher Mitarbeiter am ECRC, und Jakob Reichstein, Wissenschaftlicher Mitarbeiter bei der Mandel group.

Originalveröffentlichung

Jakob Reichstein et al.; "Supraparticles for Bare-Eye H2 Indication and Monitoring: Design, Working Principle, and Molecular Mobility"; Advanced Functional Materials; 2022

Weitere News aus dem Ressort Wissenschaft

Diese Produkte könnten Sie interessieren

VEGAPULS | VEGABAR | VEGASWING

VEGAPULS | VEGABAR | VEGASWING von VEGA Grieshaber

Füllstände cybersicher überwachen - so geht’s

Erfahren Sie mehr über den einzigartigen Sensor für flüssige und feste Medien

Füllstandmesstechnik
SprayMaster inspex

SprayMaster inspex von LaVision

Qualitätsprüfung für Ihren Sprühprozess durch digitale Spray- und Partikelanalyse

Verlässlich, automatisiert, digital – Die Geometrie-Messung Ihres Sprühverfahrens in Echtzeit

Sprayanalysensysteme
FireSting-PRO

FireSting-PRO von PyroScience

Neues faseroptisches Messgerät: Präzise Messungen selbst in kleinsten Volumen

Messen Sie pH, Sauerstoff und Temperatur sogar unter sterilen Bedingungen

Messgeräte
VIONIC powered by INTELLO

VIONIC powered by INTELLO von Metrohm

Der neue Potentiostat ideal für Batterie-, Brennstoffzellen- und Elektrolyseapplikationen

VIONIC powered by INTELLO

Potentiostate
Loading...

Meistgelesene News

Weitere News von unseren anderen Portalen

So nah, da werden
selbst Moleküle rot...

Verwandte Inhalte finden Sie in den Themenwelten

Themenwelt Sensortechnik

Die Sensortechnik hat die chemische Industrie revolutioniert, indem sie präzise, zeitnahe und zuverlässige Datenbereitstellung in einer Vielzahl von Prozessen ermöglicht. Vom Überwachen kritischer Parameter in Produktionslinien bis hin zur Früherkennung potenzieller Störungen oder Gefahren – Sensoren sind die stillen Wächter, die Qualität, Effizienz und Sicherheit gewährleisten.

4 Produkte
2 White Paper
4 Broschüren
Themenwelt anzeigen
Themenwelt Sensortechnik

Themenwelt Sensortechnik

Die Sensortechnik hat die chemische Industrie revolutioniert, indem sie präzise, zeitnahe und zuverlässige Datenbereitstellung in einer Vielzahl von Prozessen ermöglicht. Vom Überwachen kritischer Parameter in Produktionslinien bis hin zur Früherkennung potenzieller Störungen oder Gefahren – Sensoren sind die stillen Wächter, die Qualität, Effizienz und Sicherheit gewährleisten.

4 Produkte
2 White Paper
4 Broschüren