Specialist in customized druksensoren voor waterstof

“In de waterstofmarkt neemt de serieproductie van druksensoren enorm toe maar ook de vraag naar experimentele druksensoren stijgt flink.” Dit constateert Martijn Smit, commercieel directeur van Keller Nederland. “Het feit dat wij gespecialiseerd zijn in klantspecifieke druksensoren maakt ons een heel sterke speler in die experimentele markt.”  

Tekst: Heleen van der Maas

Het Zwitserse Keller is de uitvinder en Europa’s grootste fabrikant van piëzo-resistieve OEM-druksensoren. Per jaar produceert het bedrijf meer dan 1,2 miljoen druksensoren voor systeemintegratie. Het is dit piëzo-resistieve meetprincipe dat zorgt voor de uitzonderlijk hoge stabiliteit van de Keller-druksensor. “Natuurlijk is nauwkeurigheid van essentieel belang, maar stabiliteit is minstens zo belangrijk”, stelt Smit. “Als je de onnauwkeurigheid van een druksensor kent, kun je die immers corrigeren met software. Dat gaat echter alleen goed als de sensor onder alle omstandigheden exact dezelfde afwijking vertoont. Op het moment dat bij andere condities de afwijking verandert, wordt er een onbekende parameter geïntroduceerd die niet met de daarvoor bestemde software gecorrigeerd kan worden. Dus met software kom je een eind, maar een cruciale vereiste is dat de stabiliteit van een druksensor uitzonderlijk goed moet zijn.” 

Geen gewone druksensor 

Druksensoren zijn inherent aan elke waterstoftoepassing. Op het moment dat je waterstof opslaat of transporteert, moet de druk van het gas gemeten worden. Vanwege de bijzondere eigenschappen van waterstof is een waterstofdruksensor geen gewone druksensor. “Een gangbare druksensor bestaat uit een chip ingebouwd in een RVS cilindertje afgevuld met olie dat is omgeven door een stalen membraan”, legt Smit uit. “Dit membraan scheidt de chip van het eventuele agressieve medium waarvan je de druk wilt meten.” 

Bijzondere eigenschappen

“Het specifieke van waterstofgas”, gaat Smit verder, “is dat onder hoge temperaturen de waterstofmoleculen uiteenvallen in positief geladen waterstofionen die zo klein zijn dat ze door de poriën van het stalen membraan heen kunnen bewegen. Eenmaal aanwezig in de olie rondom de chip, vormen de waterstofionen weer waterstofgas waarvan onder hoge temperaturen de druk toeneemt. De sensor registreert dit en geeft aan dat de druk oploopt terwijl dit niet het geval is. Die verstoring van de meting wil je uiteraard niet hebben. Door het membraan van de druksensor te voorzien van een laagje goud voorkomt Keller de zogenaamde permeatie van waterstofionen door het stalen membraan. Met deze in eigen huis ontwikkelde methode maken wij druksensoren geschikt voor het meten van waterstofdruk.”

Martijn Smit

Licht ontvlambaar

Een tweede eigenschap van waterstof die impact heeft op de eisen waaraan een waterstofdruksensor moet voldoen is de lichte ontvlambaarheid van het gas. Smit: “Dat betekent dat een waterstofdruksensor negen van de tien keer een ATEX-certificatie moet hebben. In vogelvlucht komt dit erop neer dat de elektronica van de sensor zodanig is aangepast dat er nooit een vonk kan ontstaan. De sensor kan dus nooit dienen als ontsteking in een explosiegevaarlijke omgeving. Dat is belangrijk voor zowel het productieproces als de gehele infrastructuur voor transport en opslag van waterstof.” 

Teken aan de wand

In de afgelopen drie jaar heeft Smit bij Keller-Nederland de verkoop van waterstofdruksensoren zien verviervoudigen. Een teken aan de wand dat waterstof weer hoog op de agenda staat. Smit is goed ingevoerd in de huidige ontwikkelingen. Zo constateert hij dat Arnhem zich aan het ontpoppen is als waterstofinnovatiehub. “Veel start-ups die zich bezighouden met nieuwe waterstoftoepassingen vestigen zich op het voormalige terrein van de ENKA-fabriek. Nederland is koploper in de wereld als het gaat om waterstoftoepassingen en heeft het hoogste aantal patentaanvragen op dit gebied.”

Automotive

Verder ziet de commercieel directeur van Keller Nederland dat de automotive sector flink investeert in waterstof. “Op dit moment zijn auto’s op waterstof nog een nichemarkt. Zo hebben Hyundai en Toyota waterstofauto’s op basis van brandstofcellen aangedreven door waterstof. Maar binnen nu en twee jaar zullen er meer automerken volgen. Is het nu nog nieuws als er ergens een waterstoftankstation geopend wordt, over twee jaar niet meer.” 

Meedenken met innovatie

Keller, zelf succesvol dankzij innovatie, denkt graag mee met technische stakeholders die nieuwe waterstoftoepassingen ontwikkelen. “Naast de seriematige productie zijn we gespecialiseerd in klantspecifieke druksensoren. Bijvoorbeeld druksensoren met een andere schroefdraad, een andere stekker of aangepast op een bijzonder ingangssignaal. Verder is Keller altijd bezig met het miniaturiseren van druksensoren met behoud van specificaties, en zijn we vooruitstrevend als het om digitale interfaces gaat. We beschikken over sensoren die de meeste gangbare industriële interfaces ondersteunen. Denk aan IO-Link, Modbus, Canopen en I2C bus. Dit heeft als voordeel dat je als ontwikkelaar van nieuwe waterstoftoepassingen vooraf je software kunt programmeren.” 

Snelle levertijd

Naast de hoge stabiliteit, ATEX-certificatie, customisation en brede keuze in digitale interfaces is er nog een belangrijk voordeel om voor Keller als leverancier van waterstofdruksensoren te kiezen: de zeer snelle levertijd. “Omdat wij grote voorraden van de basisonderdelen aanhouden, kunnen wij voor de seriematige productie razendsnel assembleren en dus razendsnel leveren. Ook voor de customized druksensoren kunnen klanten rekenen op een aantrekkelijke levertijd.”