Ein verblüffend simples Konzept könnte das hochentzündliche, aber schwer detektierbare Wasserstoffgas sichtbar machen: Forscher haben ein Mikropulver entwickelt, das in Gegenwart von Wasserstoff in zwei Stufen seine Farbe wechselt – ohne Strom, aufwendige Sensortechnik oder ähnliches. Bei einem ersten Kontakt mit dem Gas wird es pink, bei weiterer Exposition farblos. Das ermöglicht es beispielsweise, Gaslecks in Echtzeit aufzuspüren.
Wasserstoff gilt als wichtiger Energieträger der Zukunft. Denn das Gas lässt sich zur Stromgewinnung, zum Heizen und als Kraftstoff für Antriebe nutzen – und bei der Verbrennung entsteht nur Wasser. Der Umgang mit Wasserstoff ist jedoch nicht ungefährlich, denn das Gas ist leicht entzündlich und kann bei Kontakt mit Sauerstoff zu einer Explosion führen. Die dramatischen Folgen zeigte die 1937 der Brand des Zeppelins „Hindenburg“ oder kürzlich die Explosion einer Wasserstofftankstelle in Norwegen.
Suprapartikel aus drei Komponenten
Umso wichtiger ist es, Wasserstofflecks in Leitungen oder Transportbehältern rechtzeitig zu erkennen. Eine einfache und überall nutzbare Methode dafür haben nun Jakob Reichstein von der Universität Erlangen-Nürnberg und seine Kollegen entwickelt. Kern des neuartigen Wasserstoffsensors sind Mikropartikel, die auf die Präsenz von Wasserstoff mit einem Farbumschlag reagieren. Sie machen das unsichtbare, geruchslose Gas für das bloße Auge sichtbar – ohne dass dafür Strom und komplexe Messgeräte nötig wären.
Möglich wird dies durch eine spezielle Zusammensetzung und Struktur dieser Suprapartikel. Sie bestehen aus drei Komponenten: Silikat-Nanopartikel bilden ein poröses Gerüst, in dessen winzigen Hohlräumen Gas und eine Lösung des Indikator-Farbstoffs Resazurin zirkulieren können. Die dritte Komponente bilden Gold-Palladium-Nanopartikel, die als Katalysatoren für die Wasserstoff-induzierten Umschlagsreaktion des Farbstoffs dienen.
