Van Delft naar Monaco op vloeibare waterstof
Voor het seizoen 2025/2026 stelde het TU Delft Hydro Motion Team zich als doel om zijn eerste raceboot op vloeibare waterstof (LH₂) te bouwen, met als doel deel te nemen aan de Monaco Energy Boat Challenge.
Het studententeam ontwikkelt boten die worden aangedreven door duurzame energietechnologieën en test deze tijdens internationale competities. Nadat het team eerder met gasvormige waterstof had gewerkt, stapte het over op vloeibare waterstof vanwege de hogere energiedichtheid en de mogelijkheid om daardoor meer energie op te slaan binnen de beperkte beschikbare ruimte aan boord.
Die overstap bracht ook een nieuwe technische uitdaging met zich mee: vloeibare waterstof moet bij cryogene temperaturen worden opgeslagen.
Vloeibare waterstof meenemen onderweg
De tank met vloeibare waterstof van de boot wordt passief gekoeld. Naarmate er geleidelijk warmte de tank binnendringt, verdampt een deel van de vloeibare waterstof en ontstaat boil-off gas. Hierdoor neemt de druk in de tank toe.
Normaal gesproken kan overtollig boil-off gas periodiek worden afgeblazen. Voor het Hydro Motion Team was de situatie echter complexer. Vloeibare waterstof is niet overal beschikbaar, waardoor de boot vanuit Nederland richting Monaco moest reizen met de waterstof al in de tank opgeslagen. Tijdens transport waterstof afblazen is niet iets wat zomaar overal kan worden gedaan.
Het team ontwikkelde daarom een boil-off systeem waarbij een kleine, continue waterstofstroom naar een secundaire brandstofcel wordt geleid. In plaats van de waterstof simpelweg vrij te laten, kan de brandstofcel deze omzetten in potentieel bruikbare elektrische energie en tegelijkertijd helpen de toenemende tankdruk te beheersen.
Drukmonitoring werd daarmee een belangrijk onderdeel van deze systeemarchitectuur.
Twee drukpunten, twee meetbereiken
Het team had waterstofcompatibele druktransmitters nodig die in de bestaande meetinfrastructuur konden worden geïntegreerd. De voorkeur ging uit naar een analoge uitgang, zodat de druksignalen eenvoudig konden worden opgenomen in de elektronica die al voor de boot was ontwikkeld.
Er werden twee AGS4200 waterstofcompatibele industriële druktransmitters geselecteerd.
Een AGS4200H01.6AB met een meetbereik van 0–1,6 bar en een 4–20 mA-uitgang monitort de inlaatdruk van de kleine boil-off brandstofcel. Het team gebruikt deze meting om drukwaarden buiten het normale werkbereik te detecteren. Dit kan wijzen op een storing en maakt het mogelijk om het systeem uit te schakelen.
Een tweede AGS4200H0025AB met een meetbereik van 0–25 bar en een 4–20 mA-uitgang werd geïnstalleerd bij de inlaat van de hoofdbrandstofcel die de boot aandrijft. Daar vervult de sensor dezelfde bewakingsfunctie bij een hogere werkdruk.
De twee transmitters voeren dus vergelijkbare taken uit op verschillende punten in het waterstofsysteem, waarbij de meetbereiken zijn afgestemd op de omstandigheden op iedere locatie.
Geïntegreerd in het waterstofsysteem
Beide druktransmitters werden rechtstreeks in de waterstofleidingen geïntegreerd met behulp van T-stukken en gestandaardiseerde schroefdraadaansluitingen.
Aan de elektrische zijde werden de sensoren aangesloten op waterdichte kabels die naar afgedichte elektronicabehuizingen liepen. In deze behuizingen werden de signalen verwerkt door printplaten die door het Hydro Motion Team zelf zijn ontworpen en geassembleerd.
De 4–20 mA-signalen werden in de software op basis van de sensorkarakteristieken omgerekend naar drukwaarden. Voor de transmitter bij de inlaat van de boil-off brandstofcel vergeleek het team de elektronische drukmeting bovendien met een mechanische drukindicator die op dezelfde leiding was geïnstalleerd.
Sensorsignalen omzetten in bruikbare data
Tijdens de inbedrijfstelling constateerde het team kleine lineaire afwijkingen die afkomstig waren van de eigen modulaire elektronica voor het uitlezen van sensoren. Omdat deze printplaten zijn ontworpen om meerdere sensorstandaarden te ondersteunen, waren dergelijke afwijkingen te verwachten.
In plaats van de druktransmitter aan te passen, wijzigde het team de conversieparameters in de software totdat de elektronische uitlezing overeenkwam met de referentiedrukindicator.
Dit illustreert een belangrijk aspect van de integratie van meetsystemen: betrouwbare drukdata is niet alleen afhankelijk van de keuze van de juiste sensor, maar ook van inzicht in de volledige meetketen, van sensoruitgang tot elektronica en software.
Technische ondersteuning van selectie tot levering
Het vinden van geschikte componenten voor een systeem met vloeibare waterstof betekende dat verschillende eisen moesten worden gecombineerd: compatibiliteit met waterstof, de juiste drukbereiken en een uitgangssignaal dat in de bestaande elektronica van het team kon worden geïntegreerd.
Althen ondersteunde het Hydro Motion Team bij het beoordelen van de beschikbare opties en datasheets voor druksensoren om transmitters te selecteren die aan deze systeemeisen voldeden. Volgens het team verliep het daaropvolgende bestelproces soepel en werden de sensoren binnen de verwachte termijn geleverd.
Door waterstofcompatibele drukmeting te combineren met de eigen elektronica en besturingsarchitectuur kon het TU Delft Hydro Motion Team drukmonitoring integreren op twee belangrijke punten in een ambitieus aandrijfsysteem op vloeibare waterstof.
Project highlights
- Toepassing: Raceboot aangedreven door vloeibare waterstof
- Klant: TU Delft Hydro Motion Team
- Evenement: Monaco Energy Boat Challenge 2026
- Meting: Monitoring van waterstofdruk
- Sensor 1: AGS4200H01.6AB
- Drukbereik: 0–1,6 bar
- Sensor 2: AGS4200H0025AB
- Drukbereik: 0–25 bar
- Uitgang: 4–20 mA
- Integratie: Waterstofleidingen, maatwerkelektronica en software
- Bijdrage Althen: Sensorselectie en sponsoring
Bespreek uw waterstoftoepassing
Op zoek naar betrouwbare drukmeting voor uw waterstoftoepassing?
Product gebruikt in deze toepassing
Drukmonitoring voor waterstofsystemen
AGS4200H Hydrogen Druksensor voor waterstof toepassingen
- Meetbereik: 0 - 0,5 tot 0 - 1.500 bar
- Voor gebruik in waterstof applicaties of omgevingen
- ± 0,25% nauwkeurigheid, optioneel ± 0,1%