2026年5月6日——弗劳恩霍夫应用研究促进协会正在让氢能应用变得更安全、更具成本效益：在RADIANT联合项目中，弗劳恩霍夫微电子电路与系统研究所IMS、弗劳恩霍夫应用固体物理研究所IAF以及弗劳恩霍夫应用光子学中心CAP（英国格拉斯哥）正在开发一种新型紧凑型拉曼激光雷达系统。该系统能够从远处可靠地检测气体泄漏，特别是氢气，即使在具有挑战性的环境条件下也能有效工作。对于能源设施和工业工艺环境的运营商而言，这意味着可以实现早期检测而无需人员面临风险、进行连续监测，并为实际部署提供可扩展的解决方案。

氢气的安全使用被视为能源转型的关键，但它给行业和基础设施运营商带来了新的挑战。氢气无色无味，且几乎不具备光学吸收特性。因此，从安全距离进行早期、可靠的泄漏检测至关重要，例如在发电厂、生产设施或管道中。

即使在日光下也能从远处可靠地进行气体检测

这正是拉曼激光雷达技术的用武之地：它利用分子特有的拉曼散射来唯一识别各种气体，并通过飞行时间测量精确确定其位置。挑战在于微弱的光学信号，尤其是在室外测量和明亮的阳光下，这些信号通常处于单光子水平。

然而，现有的拉曼激光雷达系统通常只针对少数几种预定义分子设计。RADIANT项目（Raman Atmospheric DetectIon And ranging Technology，拉曼大气探测与测距技术）采用了一种新方法：使用线性探测器阵列来取代以往基于滤波器的光谱分离方法。这使得分子检测的灵活性大大增强，并为通用分子检测铺平了道路。该系统在太阳盲区的紫外-B和紫外-C波段工作。在这些波段，太阳背景辐射大大降低，从而能够在日光下进行测量，并显著提高灵敏度。

面向实际应用的高灵敏度探测器

在RADIANT项目中，弗劳恩霍夫IMS研究所贡献了其在开发具有增强紫外灵敏度的背照式硅光电倍增管方面的专业知识。弗劳恩霍夫IMS研究所工业负责人Maren Kasischke博士解释道：“这些探测器专门针对时间分辨拉曼测量的要求进行了优化，能够在保持高时间分辨率的同时检测到极其微弱的信号。”

一个关键的发展步骤是开发用于多达32个通道的读出电路，该电路允许并行和快速处理所有光谱信号。这使得首次能够以高时间分辨率和光谱分辨率获取拉曼光谱，并灵活地适应不同的分子。

作为补充方法，弗劳恩霍夫IAF研究所正在开发一种低成本、大面积且具有太阳盲区特性的探测器技术，用于未来配备适应系统性能的手持设备。弗劳恩霍夫CAP研究所领导该项目，并贡献其在开发拉曼激光雷达系统方面的多年经验。研究重点在于从远处可靠地检测气体，以及将所有组件集成到一个实用的完整系统中。

为行业、运营商和技术合作伙伴带来的附加价值

对于能源和工业设施的运营商而言，该技术为基础设施的连续监测开辟了新的可能性，尤其是在日益增长的氢能经济背景下。得益于该系统增强的分子灵活性，无需预先针对特定物质配置传感器技术，即可检测不同的气体。同时，该项目旨在显著减小系统的尺寸、复杂性和成本，从而为各种应用场景提供紧凑型、可移动或永久性安装的解决方案。

RADIANT项目也为行业和开发合作伙伴提供了明确的附加价值。项目开发的探测器和读出技术为面向应用的演示样机奠定了基础，这些样机最终可以转化为适销对路的产品。通过这种方式，弗劳恩霍夫联盟支持企业开发创新的安全和监测解决方案，并在能源、工艺和安全价值链中开拓新的应用领域。

RADIANT项目由弗劳恩霍夫联合能力建设计划资助。