Nieuwe sensor maakt waterstof beter meetbaar

Nauwkeurige metingen zijn belangrijk wanneer waterstof op grotere schaal wordt geproduceerd en verhandeld. Want: hoeveel waterstof stroomt er precies door een leiding? Het Noorse Cignus Instruments ontwikkelt samen met onderzoeksinstituut SINTEF een nieuwe massastroomsensor die ook bij grote leidingdiameters en hoge drukken nauwkeurig moet kunnen meten.

Waterstof is extreem licht en sterk samen te drukken. Veranderingen in druk en temperatuur hebben daardoor relatief veel invloed op metingen. Ook verontreinigingen met andere, zwaardere moleculen kunnen de berekening van de hoeveelheid energie in de gasstroom verstoren.

Voor het meten van massastromen worden vaak Coriolis-flowmeters gebruikt. Daarin stroomt gas of vloeistof door een trillende meetbuis. De stroming veroorzaakt kleine veranderingen in het trillingsgedrag, waaruit de massastroom kan worden berekend.

Bij waterstof ontstaat echter een praktisch probleem. Voor transport onder hoge druk zijn relatief dikke en stijve leidingen nodig, terwijl voor grote transportvolumes ook grotere leidingdiameters gewenst zijn. Traditionele Coriolismeters werken juist met meetbuizen waarvan diameter en wanddikte binnen bepaalde grenzen moeten blijven. Daardoor kunnen meerdere meters parallel nodig zijn om een grote gasstroom te meten.

Vier kanalen

Cignus Instruments kiest voor een andere constructie. De nieuwe meter verdeelt de gasstroom in vier kanalen en het meetelement kan volgens de ontwikkelaars in leidingen met uiteenlopende diameters en wanddiktes worden geplaatst. Het systeem gebruikt nog altijd het fysische principe van een Coriolismeter, maar meet de massastroom rechtstreeks in de hoofdleiding.

Daarbij wordt niet het volume van het gas bepaald, maar de massa. Dat is voor waterstof belangrijk, omdat uiteindelijk het aantal aanwezige moleculen bepalend is voor de hoeveelheid beschikbare energie. Cignus vergelijkt het meetprincipe met een combinatie van een luidspreker en microfoon die in de leiding is gemonteerd.

Een eerste toepassing ligt bij elektrolysers. Daar kan de meter vaststellen hoeveel waterstof daadwerkelijk wordt geproduceerd en geleverd. Daarna willen de ontwikkelaars de technologie geschikt maken voor grootschalige waterstofleidingen. Op termijn zouden dergelijke meters bij invoer- en afnamepunten in waterstofnetwerken kunnen worden geplaatst, zodat producenten en afnemers nauwkeurig kunnen vaststellen hoeveel waterstof – en daarmee hoeveel energie – wordt verhandeld.