Wasserstoffmikrosensor

Ein Wasserstoffmikrosensor ist ein Sensor, der das Vorhandensein von Wasserstoff erkennt. Er wird dazu benutzt, Lecks aufzuspüren.

Hauptmerkmale

Es gibt vier Hauptmerkmale, die ein Wasserstoffsensor erfüllen sollte:

Verlässlichkeit: leicht nachzuprüfende Funktionalität
Auflösungsvermögen: Erkennen von 0,5 % oder weniger Wasserstoff in der Luft, Reaktionszeit < 1 Sekunde
Lebensdauer: Mindestens die Zeit bis zur planmäßigen Wartung
Kosten: Ziel ist 5 US-Dollar pro Sensor und 30 US-Dollar pro Controller

Es gibt verschiedene Arten von Wasserstoffsensoren, die sich in der Methode unterscheiden, das Gas zu entdecken:

In vielen Sensoren wird Palladium verwendet, da es eine hohe Adsorptionsfähigkeit für Wasserstoff besitzt und sich Palladiumhydrid bildet. Allerdings sind Palladium-basierte Sensoren stark temperaturabhängig, was bei zu niedrigen Temperaturen zu einer hohen Reaktionszeit führt. Außerdem müssen sie vor Kohlenmonoxid, Schwefeldioxid und Schwefelwasserstoff geschützt werden.
Sensoren mit Lichtwellenleitern benutzen Oberflächenplasmonenresonanz und können Wasserstoff an einem Kontaktpunkt erkennen
Die Verbindung von Nanotechnologie mit MEMS erlaubt die Produktion von Sensoren, die bei Raumtemperatur fehlerfrei funktionieren. Der Sensor ist mit einem Film von Indium(III)-oxid (In₂O₃) und Zinn(IV)-oxid (SnO₂) überzogen. Bei Kontakt mit Wasserstoff schwillt dieser Film an und erzeugt dadurch neue elektrische Verbindungen.
Einige Sensoren bestehen aus einer Schottky-Diode, deren Aktivierungsenergie bei der Adsorption von Wasserstoff durch Palladium zur Verfügung steht. Eine Schottky-Diode mit einem Pd/In Ga P-Halbleiter kann eine Konzentration von 15 ppm Wasserstoff in der Luft erkennen.