In binnen- en buitenland neemt de toepassing van waterstof toe. Zo kan het bijdragen aan de verduurzaming van onze energievoorziening. Bijvoorbeeld door het bij te mengen in het aardgasnetwerk. Mits de uiteindelijke samenstelling goed wordt gemeten. TNO heeft met een consortium van marktpartijen daar een slimme, kostenefficiënte oplossing voor ontwikkeld.
Er is een groeiende behoefte om de samenstelling van het gas in het aardgasnetwerk te meten, zo constateert projectmanager Huib Blokland van TNO. “Dit heeft te maken met de opkomst van groengas en nu ook met waterstof.” Het meten gebeurt nu met zogeheten gaschromatografen. “Dat zijn grote, ingewikkelde apparaten waarmee je fysiek monsters neemt van het gas. Deze meetmethode is niet alleen arbeidsintensief en onderhoudsgevoelig, maar ook duur. Per stuk kost een gaschromatograaf tienduizenden euro’s.”
Sensor met chiptechnologie
In 2013 startte TNO een onderzoeksproject om een eenvoudigere en voordeligere meetmethode te ontwikkelen op basis van chiptechnologie. Het onderzoeksinstituut vormde hiervoor een breed samenwerkingsverband met gasnetbeheerders, instrumentenbouwers, elektronicabedrijven, chipmakers en coatingontwikkelaars. “We wilden een kleine sensor die je in de leiding kunt aanbrengen en kunt uitlezen. Op 0,5% nauwkeurig moeten we de calorische waarde kunnen vaststellen. De uitdaging is dat aardgas uit veel bestanddelen kan bestaan die allemaal een andere waarde hebben. Die beïnvloeden elkaar en ook de temperatuur en druk spelen mee.”
Waterstof meten in binnen- en buitenland
De sensor bestaat uit verschillende coatings die de bestanddelen meten. Met elektronica kunnen de waarden worden uitgelezen. Een speciale behuizing zorgt dat de sensor in de leiding veilig op zijn plek blijft. “Met steun van TKI Nieuw Gas hebben we in een vervolgproject aan ons model een chip toegevoegd om ook waterstof te kunnen meten. Een belangrijke toevoeging, omdat in er in veel landen waterstof als duurzame brandstof bij het aardgas mag worden bijgemengd.”
In de praktijk aangetoond
In het TKI-project waren ook netbeheerders verbonden. “Zij moeten de technologie uiteindelijk gaan toepassen. Dat het werkt, hebben we inmiddels aangetoond. We kunnen nauwkeurig waterstof detecteren zo blijkt uit onze eigen labomgeving. In Groot-Brittannië hebben we de sensor ook in een veldtest onder praktijkcondities getest. Het ging om een echte gasleiding waar we de volledige samenstelling van het gas maten, inclusief waterstof. Daar blijkt de sensor betrouwbare data te leveren over een langere periode. In de tweede helft van dit jaar willen we een tweede veldtest doen. Dan verwachten we dat de sensor volwassen genoeg is om voor de markt geproduceerd te worden.”
Steun TKI Nieuw Gas
Volgens Blokland was de steun van de TKI cruciaal voor de ontwikkeling van de elektronische sensor. “Het project heeft een groot onderzoeks- en daarmee onzekerheidsgehalte. Marktpartijen stappen daar niet zomaar in, terwijl we ze wel nodig hebben in de ontwikkelingen rond waterstof. Daarom ben ik ook blij met de subsidieregeling voor waterstoftechnologie. Het geeft ons de mogelijkheid om ook andere waterstoftechnologieën samen met de markt verder te brengen.”