Kohlenwasserstoffverbindungen und molekularer Wasserstoff spielen in gegenwärtigen und zukünftigen Technologien eine herausragende Rolle und sind als Energieträger für stationäre und mobile Verbrennung, für die Erzeugung elektrischer Energie in Brennstoffzellen sowie als chemisches Ausgangs- oder Katalysematerial unersetzlich. Wegen ihrer Reaktivität und potenziell schädlichen Wirkung auf den Menschen und die Umwelt ist eine genaue Überwachung notwendig. Bislang verwendete Technologien wie Halbleitersensoren und anspruchsvolle optische Systeme weisen oftmals signifikante Nachteile auf, die eine kostengünstige Massenproduktion mit Standardprozessen der Halbleiterindustrie verhindern oder nicht hinreichend energieeffizient sind.

Die in Kooperation am iCampus Cottbus und dem Fraunhofer IPM entwickelte miniaturisierte, modular aufgebaute Gassensorsysteme erfüllen hohe Anforderungen an Robustheit, Zuverlässigkeit und Energieeffizienz und sind damit auch in mobilen Systemen einsetzbar. So ermöglicht die Kombination einer Trennsäule mit einem Halbleiter-Gassensorarray ein portables Gaschromatographie-Messsystem. Mit miniaturisierten Systemkomponenten wie IR-Strahler und Absorptionszellen sind kompakte Filterphotometer oder photoakustische Systeme realisierbar. Unsere Messsysteme sind modular aufgebaut; sie beinhalten verschiedene Sensoren, Auswerte- und Ansteuerungselektronik und dienen beispielsweise zur Überwachung von Lebensmitteltransporten oder zur Detektion von Brandgasen.

 

Die Funktion eines Gassensors

Unter einem Gassensor versteht man eine Vorrichtung, mit der die Konzentration eines bekannten Gases in einem komplexen Gasgemisch gemessen werden kann. Dazu muss das zu messende Gas mit einer Pumpe angesaugt und über eine Schlauchleitung dem Gassensor zugeführt werden. Alternativ kann das Gas auch per Diffusion zum Sensor gelangen, was allerdings mit einer erheblichen Zeitverzögerung verbunden ist. Beide Arten der Gasübertragung werden in den unterschiedlichen Anwendungsbereichen eingesetzt. Mit optischen Gassensoren hat man zusätzlich die Möglichkeit Gaskonzentrationen auch über große Entfernungen mit einem Lichtstrahl zu erfassen.