Der Anwendungsleitfaden Membrapor’s application guide (Englisch) zeigt alle Anwendungen, für die wir herausragende Sensortechnologie anbieten, sowie die dazu passenden Sensoren.
Biogas und Deponiegas
Biogas ist ein brennbares Gasgemisch, das unter anderem durch die anaerobe Vergärung von organischen Materialien wie Pflanzenrückständen, Lebensmittelabfällen oder Gülle entsteht. Das Gemisch besteht aus 40-70 % CH4, 15-60 % CO2 und Spuren von CO, NH3 und anderen Gasen wie H2S. Letzteres Gas ist unerwünscht, weil es einen stechenden Geruch hat, Materialien angreift und Geräte beschädigen kann. Es kommt im ppm-Bereich vor. Um das Biogas für die Stromerzeugung zu nutzen, wird H2S zunächst durch Aktivkohle gefiltert.
Rauchgas und Abgas
Bei der Verbrennung von Brennstoffen auf Kohlenwasserstoffbasis, wie Kohle oder Holz, entsteht Rauchgas, das hauptsächlich aus CO2 und H2O besteht. Aber auch unerwünschte und giftige Gase wie SO2, NO oder NO2 treten in Spuren auf. Diese Gase müssen überwacht werden, um die Effizienz der Anlagen und ihre Umweltfreundlichkeit zu messen.
Überwachung der Luftqualität
Die Überwachung von Umweltschadstoffen in der Luft hat sich seit den frühen 2000er Jahren erheblich weiterentwickelt. Vor allem in städtischen Gebieten ist es das Ziel, die Bevölkerung vor einer ständigen Belastung durch Schadstoffe zu schützen. Dazu gehören neben Feinstaub (PM2.5, PM10) auch die Gase CO, NO, NO2, O3, SO2 und flüchtige organische Verbindungen (VOC). Weltweit gibt es zahlreiche Rechtsvorschriften mit strengen Grenzwerten (siehe zum Beispiel EU 2024/2881).
Geruchsemissionen
Geruchsemissionen werden durch die Freisetzung von gasförmigen Stoffen biologischer, chemischer oder industrieller Natur verursacht. Zu den Quellen solcher Emissionen gehören Deponien, Müllverbrennungsanlagen und Kläranlagen. Schwefelhaltige Stoffe wie H2S oder Mercaptane sind schon in kleinsten Mengen wahrnehmbar und störend. Besonders in warmen Gebieten gibt es klare Grenzwerte für die Messung von H2S und NH3 (z.B. Chile DS Nº 90/2000 oder EU 2010/75). Die niedrigen Grenzwerte sind wichtig für den Schutz der Bevölkerung und des Klimas.
Desinfektions- und Sterilisationsverfahren
Die Desinfektion reduziert die Keimzahl auf ein Niveau, bei dem keine Infektionen mehr auftreten. Bei der Sterilisation werden Keime vollständig entfernt. Beide Verfahren können auf unterschiedliche Weise durchgeführt werden. Die meisten chemischen Desinfektionsverfahren verwenden Cl2, ClO2, H2O2 oder Alkohole (Alc). Ethylenoxid (ETO) oder CH2O werden häufig in Terilisationsverfahren eingesetzt. Alle diese Substanzen sind giftig und die Restwerte müssen – insbesondere in geschlossenen Räumen – überwacht werden.
Halbleiterindustrie
In der Halbleiterindustrie werden elektronische Bauteile auf der Basis von Siliziumwafern hergestellt. Die Eigenschaften der Halbleiter werden durch gezielte Dotierung verändert. Dazu werden Hydride wie AsH3, B2H6 oder PH3 verwendet. Säuren wie HCl oder HF werden in Ätz- und Reinigungsprozessen eingesetzt. Aufgrund ihrer hohen Toxizität müssen sie streng überwacht werden, um die Sicherheit von Personen und Geräten zu gewährleisten.
Medizinische Anwendungen
Das wichtigste Gas in der Medizin ist O2 und wird zur Beatmung verwendet. Einer der wichtigsten Bereiche für elektrochemische Sensoren ist deren Einsatz in der nicht-invasiven Diagnostik. Das Vorhandensein bestimmter Gase in der Atemluft ist ein Hinweis auf Stoffwechselkrankheiten. Mit dem Nachweis von Wasserstoff (H2), Ammoniak (NH3) oder Schwefelwasserstoff (H2S) lassen sich Laktoseintoleranz, Leberfunktionsstörungen oder Darmdysbiose feststellen.
Arbeitssicherheit und persönlicher Schutz
Gase sind in industriellen Prozessen allgegenwärtig, entweder als Produkt, Nebenprodukt oder Ausgangsstoff. Ihre Überwachung ist besonders wichtig für die persönliche Sicherheit. Gase werden in verschiedenen industriellen Prozessen überwacht. Eine typische Anwendung ist die Messung von Leckagen wie Chlor (Cl2) oder Ammoniak (NH3). Neben ortsfesten Anlagen werden häufig auch tragbare Geräte eingesetzt.
Lebensmittel- und Getränkeindustrie
Lebensmittel sind während der Verarbeitung, der Lagerung und des Transports häufig dem Risiko des Verderbs ausgesetzt, was den Einsatz schneller und wirksamer Technologien zur Qualitätsbewertung erfordert. Die Kontrolle der Lebensmittelqualität ist von größter Bedeutung, da sie direkt mit der Gesundheit und dem Wohlbefinden der Menschen verbunden ist und zur Verringerung der Lebensmittelverschwendung beiträgt. Darüber hinaus verwendet die Lebensmittelindustrie eine Vielzahl von Gasen für verschiedene Anwendungen, die eine entscheidende Rolle bei der Herstellung, Konservierung und Sicherheit von Lebensmitteln spielen. Gase wie C2H4 werden verwendet, um den Reifungsprozess zu steuern. SO2 zum Beispiel wird häufig als ein Konservierungsgas verwendet.
Energieindustrie
In der Energiewirtschaft ist eine Vielzahl von Gasen in verschiedenen Bereichen wie Stromerzeugung, Öl- und Gasexploration, Raffination und erneuerbare Energien beteiligt. Diese Gase können entweder wichtige Brennstoffe, Nebenprodukte oder Schadstoffe sein. SF6 wird zum Beispiel häufig als Isoliergas verwendet. Wegen seines außerordentlich hohen Treibhauspotenzials müssen Leck aufgespürt werden. Andere Gase wie O2, NOx oder CO werden in Verbrennungsprozessen gemessen, um die Effizienz des Energieerzeugungsprozesses zu quantifizieren.
Landwirtschaftliche Industrie
In der Agrarindustrie gibt es viele Prozesse, bei denen Gase freigesetzt oder verwendet werden. NH3 entsteht, wenn tierische Fäkalien und Urin in landwirtschaftlichen Betrieben zersetzt werden. Es ist von entscheidender Bedeutung, die Emissionen zu überwachen, um die Gesundheit der Tiere und die Sicherheit der Umwelt zu gewährleisten. Andere Gase wie PH3 werden häufig als Begasungsmittel verwendet, um Insektenbefall zu reduzieren.
Begrenzte Räume
In geschlossenen Räumen wie Garagen oder Tunnel ist ein Belüftungssystem erforderlich, um die Abgaswerte auf einem Minimum zu halten. Für Garagen gibt es in vielen Ländern Gesetze, die Sicherheits- und Brandschutzmaßnahmen, konstruktive Themen oder maximale Grenzwerte für Gase festlegen (z. B. Deutschland: GarVo, USA: OSHA). CO und NO2 werden beide kontinuierlich in Garagen gemessen. An gut belüfteten Orten liegen die Werte in der Regel unter 10 ppm für CO und unter 0,1 ppm für NO2.