ENGINEERINGNET.BE - Het meten van gassen zoals ammoniak, methaan en kooldioxide in veestallen is belangrijk voor het dierenwelzijn, de veiligheid van werknemers en natuurbehoud.
Om aan normen en voorschriften te voldoen, is het nodig om zo nauwkeurig mogelijk te weten wat de emissies werkelijk zijn.
Momenteel zijn emissies in veestallen echter nog vooral gebaseerd op schattingen. Ook zijn de huidige meetmethodes niet in staat om in alle omstandigheden emissies goed te detecteren.
Om tot een beter beeld te komen, werken wetenschappers en chipdeskundigen nu aan een zeer gevoelig instrument dat zelfs in een uitdagende, variabele omgeving betrouwbare metingen levert.
De door imec ontwikkelde fotonische chips worden getest en gevalideerd bij het Trace Detection Laboratory (TDLab) van de Radboud Universiteit, en vervolgens verder ontwikkeld tot een innovatieve sensor voor het monitoren van landbouwemissies. De veldevaluatie vindt plaats op de testlocatie van Wageningen University & Research.
Simona Cristescu van het TDLab: ‘We gebruiken laserabsorptiespectroscopie waarbij we laserlicht door een gas heen schijnen en dan meten hoeveel er wordt geabsorbeerd om de concentratie te bepalen. Onze expertise ligt in het ontwerpen van gevoelige sensoren, het toepassen van spectroscopische technieken en het analyseren van de resulterende gegevens.’
Cristescu en haar collega's gebruiken verschillende lasers, die op verschillende manieren met moleculen interacteren. ‘We werken nauw samen met laserfabrikanten om ervoor te zorgen dat onze technologieën praktisch, betrouwbaar en effectief zijn in de praktijk.’
Met imec als partner, dat fotonische geïntegreerde schakelingen ontwikkelt waarmee lasers rechtstreeks op de chip kunnen worden geïntegreerd, ontstaan er nieuwe mogelijkheden.
‘We willen deze lasers combineren met open path infraroodspectroscopie. Dit betekent dat je niet alleen op één punt in een ruimte meet, maar langs een open pad. Je meet de gasconcentraties langs die hele lijn, zodat je een beter beeld krijgt van de concentraties van verschillende gassen.’
Volgens Cristescu zijn de belangrijkste voordelen de mogelijkheid om meerdere gassen met één enkele chip te meten, betrouwbare metingen te leveren, zelfs onder zeer variabele omstandigheden, en kosteneffectiviteit bij productie op grotere schaal.
‘We dragen bij aan de ontwikkeling van multigas-sensoren die klaar zijn voor gebruik in het veld. Die worden nu eerst in stallen gebruikt, maar zijn ontworpen om voor een bredere toepassing in milieumonitoring. Onze ambitie is om innovatieve lasers en detectiesystemen buiten het laboratorium te faciliteren en zo de praktijkgegevens te genereren die nodig zijn voor een betere emissiecontrole en milieubeheer.’
Aan dit project is een subsidie van ruim 6 miljoen euro toegekend door de Nederlandse Provincie Gelderland en het ministerie van Landbouw, Visserij, Voedselkwaliteit en Natuur.
