Uni Saarbrücken / Sensor+Test 2016 Sensoren erschnüffeln winzigste Schadgasmengen

Wie links im Bild, könnte das System schon bald in Gebäuden zum Einsatz kommen: Prof. Andreas Schütze (r.) und Thorsten Conrad (3S GmbH) entwickeln ihr Sensorsystem für Luftschadstoffe zur Marktreife.
Wie links im Bild, könnte das System schon bald in Gebäuden zum Einsatz kommen: Prof. Andreas Schütze (r.) und Thorsten Conrad (3S GmbH) entwickeln ihr Sensorsystem für Luftschadstoffe zur Marktreife.

Wissenschaftler der Universität des Saarlandes haben neuartige Sensorsysteme entwickelt, die ein einzelnes Schadstoffmolekül unter einer Milliarde Luftmoleküle ausfindig machen können. Wie das geht, zeigen sie auf der Sensor+Test 2016 in Nürnberg.

Wer einen neuen Schrank gekauft, einen Teppichboden verlegt oder die Türrahmen lackiert hat, kennt dieses ungute Gefühl: Wie schädlich sind die Gerüche eigentlich, die von Möbeln, Klebern oder Lacken ausgehen, und die die Hausbewohner zwangsläufig mit der Atemluft inhalieren? Bei neuen Sachen fällt der Geruch auf, aber nicht nur die Stoffe, die unangenehm riechen, können schädlich sein. 

»Schlechte Luft« ist oft geruchslos

Schlechte Luft kann sich für menschliche Nasen völlig unbemerkt ausbreiten, gerade bei geschlossenen Fenstern. »Das ist der Fall bei flüchtigen organischen Verbindungen, kurz auch VOC genannt, wie Formaldehyd, Benzol oder Naphthalin«, erklärt Professor Andreas Schütze, Gassensor-Experte an der Universität des Saarlandes. »Sie dünsten aus Möbeln, Teppichböden, Wandfarben oder Lacken aus und reichern sich in Innenräumen an. Gesundheitsschädliche Konzentrationen dieser Stoffe sind für den Menschen geruchlos.«

Die Sensoren können viele Arten von Gasen, von Kohlenmonoxid bis hin zu krebserregenden organischen Verbindungen, aufspüren und ihre jeweilige Konzentration bestimmen. Über einen bestimmten Zeitraum sammeln die Sensoren hierzu Moleküle und messen anschließend deren Menge. »Unter einer Milliarde Luftmoleküle können sie einzelne giftige Moleküle aufspüren«, sagt Tilman Sauerwald, wissenschaftlicher Mitarbeiter von Professor Schütze. »Wir entwickeln hierzu Gassensoren mit unseren Projektpartnern so weiter, dass wir immer niedrigere Konzentrationen selektiv messen können.« 

Halbierte Energiekosten dank effizient gesteuerter Lüftung

Ein System, das in Innenräumen kostengünstig und rund um die Uhr gleichbleibend für gute Luftqualität sorgt, entwickeln die Messtechniker der Saar-Uni zusammen mit der Firma 3S GmbH, die sich aus Professor Schützes Lehrstuhl heraus gegründet hat, und weiteren europäischen Partnern im Forschungsprojekt »SENSIndoor«. 

»Wenn die Sensoren Schadstoffkonzentrationen messen, die bestimmte Grenzwerte übersteigen, kann eine passende Lüftungstechnik über die Klimaanlage automatisch für Frischluft sorgen«, erläutert Professor Schütze. 

Dadurch, dass das Sensorsystem gezieltes Lüften möglich macht, kann auch der Energieverbrauch von Gebäuden nach den Erkenntnissen der Forscher halbiert werden. »Wir arbeiten an verschiedenen Nutzungsszenarien etwa in Schulen, Büroräumen oder Privathaushalten«, sagt Schütze. »Ziel ist, das System so fortzuentwickeln, dass es sich genau an bestimmte Einsatzgebiete anpassen kann und die Lüftung auf die jeweilige Nutzung abstimmt. Zum Beispiel, indem es Büroräume automatisch vor Besprechungen, oder Schulräume vor Unterrichtsbeginn lüftet.«

Das Projekt »SENSIndoor«

Im Projekt SENSIndoor, das ein Gesamt-Volumen von 4,6 Millionen Euro hat, sind Forschungsinstitute und industrielle Partner aus Schweden (Universität Linköping und Sensic AB), Finnland (Universität Oulu und Picodeon LTD OY), der Schweiz (SGX Sensortech SA), Frankreich (SARL Nanosense) und Deutschland (Saar-Uni, Fraunhofer-Institut für chemische Technologien, 3S GmbH und Eurice GmbH) beteiligt. Die EU fördert das Projekt im siebten Forschungsrahmenprogramm mit 3,4 Millionen Euro, rund eine Million fließt ins Saarland.

Neben SENSIndoor sind auf der SENSOR+TEST 2016 auch die europäischen Forschungsverbundprojekte MSP und IAQSense vertreten, die ebenfalls nanotechnologisch basierte Sensorsysteme für saubere Luft zeigen, sowie das Netzwerk EuNetAir, in dem sich rund 100 Institutionen und Wissenschaftler weltweit zusammengeschlossen haben, um für bessere Luftqualität zu forschen.

Halle 5, Stand 5-441