Abbildung 1: LeakAlert-Systemkonzept: Auf einer Leiterplatte sind ein neuartiger katalytischer Low-power MEMS-Sensor zum Nachweis brennbarer Gase, ein Referenzsensor ohne Katalysator zur Driftkompensation, ein Ultra-Low-Power-Transceiver und Low-Power-Auswertelektronik integriert

LeakAlert

Abbildung 2: Geplantes Kommunikations-Frontend für den Ultra-Low-Power-Transceiver mit großer Reichweite

Projekttitel: Fernabfragbares Warnsystem zur Detektion von Leckagen für eine resiliente Gasinfrastruktur

Die frühzeitige Detektion brennbarer Gase bzw. explosiver Mischungen ist enorm wichtig, um die Gefährdung von Menschen, Schäden an Anlagen und Einrichtungen und die Transportverluste von Erdgas zu vermeiden. Sensoren für brennbare Gase werden in Millionenstückzahlen u. a. bei der Energieversorgung durch Gas, an Tankstellen, aber auch im privaten Bereich bei Gasthermen und -leitungen eingesetzt. Durch eine neuartige Material-, Technologie- und Methodenkombination wird im Projekt LeakAlert erstmals ein kostengünstiges fernabfragbares und vernetzbares „Low-Power“-Sensorsystem in MEMS-Technologie zum Nachweis brennbarer Gase für die Sicherheitstechnik entwickelt. Die großen technischen und wissenschaftlichen Herausforderungen liegen in der Entwicklung eines zuverlässigen batteriebasierten Sensorsystems, das nach dem Motto „mount and forget“ fünf Jahre wartungsfrei arbeitet und Informationen drahtlos und in Echtzeit an eine digitale Infrastruktur übermitteln kann.

Kerninnovationen von LeakAlert sind deshalb die Verwendung von MEMS-basierten „Low power“-Substraten für die katalytischen Sensoren, die Reduktion der Arbeitstemperatur durch neue katalytische Materialien, der integrierte Schutz der Sensoren vor „Vergiftung“ der gassensitiven Schicht, die Verwendung eines innovativen Ultra-Low-Power-Transceiver mit Kommunikationsreichweiten >100 m und entsprechender Ultra-Low-Power-Ausleseelektronik. Damit wird erstmals ein kompaktes, langzeitstabiles und günstig produzierbares Ultra-Low-Power-Sensorsystem für den quantitativen Nachweis brennbarer Gase mit einer im Vergleich mit dem Stand der Technik hundertfach geringeren Leistungsaufnahme des Gesamtsystems realisiert.