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Laser detektieren nun Stickoxide © TU Wien

Das neue Messgerät mit Stefan Tauber, Johannes Ofner und Christoph Gasser (v.l.n.r.).

© TU Wien

Das neue Messgerät mit Stefan Tauber, Johannes Ofner und Christoph Gasser (v.l.n.r.).

06.11.2015

Laser detektieren nun Stickoxide

Mit Laserimpulsen gelingt es an der TU Wien, Schadstoffe wie NO und NO2 mit extrem hoher Genauigkeit zu messen – Hunderte Male pro Sekunde und sogar auf große Distanz.

WIEN. An der TU Wien wurde eine neue Methode entwickelt, Stickstoffmonoxid (NO) und Stickstoffdioxid (NO2) mit Laserstrahlen zu detektieren. Dadurch können Stickoxid-Konzentrationen in der Luft auf große Entfernung in Echtzeit präzise gemessen werden. Dem Forscherteam um Bernhard Lendl gelingt es damit sogar, Emissionsquellen (z.B. Motorentypen vorbeifahrender Autos) an der charakteristischen Schadstoff-Signatur zu unterscheiden.

Zwei verschiedene Laser

Im neu entwickelten Messgerät werden zwei verschiedene Laser verwendet, einer maßgeschneidert für Stickstoffmonoxid, der andere für Stickstoffdioxid. Das Licht wird über eine längere, offene Strecke zu einem Spiegel geschickt, reflektiert, und von einem rasch ansprechenden, hochempfindlichen Detektor gemessen. Befinden sich Stickoxid-Moleküle in der Teststrecke, kann man ein Minispektrum errechnen und so direkt auf die Konzentration der gesuchten Moleküle in der Luft schließen.

„Bei den meisten anderen Messmethoden müssen die Gase zuerst aufbereitet werden, eine unabhängige Detektion von NO und NO2 ist daher kaum möglich”, sagt Forscher Johannes Ofner (TU Wien).„Mit der von uns angewendeten Laserspektroskopie können die Moleküle sehr rasch und mit hoher Präzision einzeln gemessen werden.”
Hunderttausende Lichtpulse pro Sekunde geben die Laser ab. Selbst wenn man Tausende Messungen mittelt, um die Genauigkeit zu erhöhen, erhält man so Hunderte Messwerte in der Sekunde. Die zeitliche Änderung der Stickstoffkonzentration lässt sich somit genau abbilden, Laser und Detektor können dabei auch Hunderte Meter weit voneinander entfernt sein.
Die Forscher testeten die Methode am Wiener Straßenverkehr, dabei konnte die Abgassignatur unterschiedlicher Motorentypen unterschieden werden. „Das Verhältnis von NO- zu NO2-Ausstoß kann von Motor zu Motor stark unterschiedlich sein”, sagt Bernhard Lendl. „Wir können neben der Straße messen und anhand der Laser-Absorption sagen, welches Auto gerade vorbeigefahren ist.” (red)

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