Ermittlung von CO- und NH3-Absorptionsspektren in Wasserstoff bei hohem Druck zur Auslegung eines modularen IR-Messsystems

Abstract

Wasserstoff (H2) nimmt eine immer größer werdende Rolle als Energieträger ein und trägt vor allem zur Reduktion des CO2-Ausstoßes bei. H2 kann durch verschiedene Verfahren hergestellt werden. So können erneuerbare Energien, speziell Wind- und Sonnenenergie, verwendet werden, um mittels Elektrolyse aus elektrischer Energie H2 zu gewinnen, siehe Abbildung 1. H2 kann in einem Hochdrucktank gespeichert und bei Bedarf wieder in elektrische Energie zurückgewandelt werden. Diese Speicherfähigkeit ist ein wesentlicher Baustein für die Energiewende. Aber auch im Mobilitätssektor, im Straßen- wie auch Schienenverkehr, kann durch Substitution von konventionellen Verbrennungsmotoren mit Brennstoffzellen-basierten Antriebe ein entscheidender Beitrag zur CO2-Reduzierung geleistet werden. Dabei hat die Wasserstoffqualität einen entscheidenden Einfluss auf die Leistungsfähigkeit und die Langlebigkeit der Brennstoffzelle. Selbst kleinste Verunreinigungen im (sub-)ppm-Bereich können bereits dramatische Folgen vom Leistungsabfall bis zum Totalausfall verursachen. Störgase können durch Umwandlungsprozesse, Lagerung oder auch Transport in den Wasserstoff gelangen. Beispielsweise bewirkt Ammoniak (NH3) eine irreversible Reduzierung der Protonenleitfähigkeit des Ionomers, Kohlenmonoxid (CO) verursacht eine schwere Katalysatorvergiftung; beides beeinflusst die Leistungsfähigkeit des Brennstoffzellen-Antriebsstrangs erheblich [1]. ...