KI-gestützte Sensornetzwerke für Umwelt- und Wasserstoffsicherheit

Das Fraunhofer-Institut für Photonische Mikrosysteme (IPMS) hat das Projekt AIS-Edge Node (AIS-EN) – Adaptive Integrated Inline Sensors for Infrastructure in the Environmental and Hydrogen Economy – gemeinsam mit zahlreichen regionalen Partnern gestartet. Ziel des Projekts ist es, den Strukturwandel in der Lausitz durch fortschrittliche Sensortechnologien in Kombination mit KI-gestützten Auswertungsmethoden zu unterstützen. Im Fokus stehen die kontinuierliche Überwachung von Boden und Gewässern sowie eine zuverlässige Sicherheitsüberwachung der Wasserstoffinfrastruktur.

Die Umweltüberwachung erfolgt durch Festkörpersensoren, die zuverlässige Messergebnisse unabhängig von Trübungen in Boden und Wasser liefern. Kontinuierliche Echtzeitdatenerfassung ersetzt die bislang selektive und zeitlich verzögerte Erfassung von Parametern wie pH-Wert und Schadstoffkonzentrationen. KI-gestützte Auswertung erkennt Anomalien wie toxische Einleitungen frühzeitig, verknüpft diese mit historischen und meteorologischen Daten und leitet Prognosen sowie Handlungsempfehlungen ab. So kann die langfristige Qualität des Grundwassers gesichert und eine schnelle Reaktion auf Umweltbelastungen gewährleistet werden.

Ein zweiter zentraler Anwendungsbereich ist die Sicherheitsüberwachung in der Wasserstoffwirtschaft. Basierend auf fortschrittlicher Ultraschallsensorik ermöglicht das System eine schnelle, kontinuierliche und hochpräzise Wasserstoffdetektion über einen breiten Konzentrationsbereich von 1 % bis 100 %. Die Sensoren zeichnen sich durch hohe Temperaturstabilität, geringe Wartungsanforderungen und den Verzicht auf regelmäßige Kalibrierung aus. Die Messgenauigkeit liegt unter zwei Prozent. Neben der Überwachung von Explosionsgrenzen ermitteln die Sensoren auch die räumliche Verteilung von Wasserstoff, wodurch die genaue Lokalisierung potenzieller Lecks möglich wird. KI-gestützte Auswertung steigert zusätzlich Robustheit, Langzeitstabilität und Detektionsgenauigkeit. CMOS-kompatible Fertigungsverfahren erlauben die direkte Integration elektronischer Komponenten in das Sensorsystem.




Industrielle Kooperation und regionaler Technologietransfer
Fraunhofer IPMS wird im AIS-EN-Projekt von den regionalen Partnern LKT Lausitzer Klärtechnik GmbH, UP Umweltanalytische Produkte GmbH, PRIGNITZ Mikrosystemtechnik GmbH, Actemium BEA GmbH und GST Gesellschaft für System- und Tankanlagentechnik mbH unterstützt. Weitere zehn Unternehmen und Verbände beteiligen sich über Absichtserklärungen (LOIs), um einen effektiven Technologietransfer und die langfristige Stärkung des Innovationsökosystems in der Lausitz zu gewährleisten.

www.ipms.fraunhofer.com