Techniker haben günstige Sensorsysteme entwickelt, die kleinste Spuren von Gasen, zum Beispiel von Luftschadstoffen, zuverlässig aufspüren können. Gebäude können damit automatisch lüften, wenn die Schadstoffkonzentration zu hoch ist.
In Innenräumen herrscht bei geschlossenem Fenster schnell „dicke Luft“. Nicht nur, dass die Luft verbraucht und mit zu viel Kohlendioxid angereichert ist, was die Raum-Insassen müde und unkonzentriert werden lässt. „Weitaus problematischer sind vor allem die flüchtigen organischen Verbindungen wie Formaldehyd, Benzol oder Naphthalin, die aus Möbeln, Teppichböden, Wandfarben oder Lacken ausdünsten. Da kann es schnell zu gesundheitsschädlichen Konzentrationen kommen, die für den Menschen aber geruchlos sind“, sagt Prof. Andreas Schütze von der Saar-Universität.
Zusammen mit der 3S GmbH, die sich aus seinem Lehrstuhl heraus gegründet hat, entwickelt der Messtechniker mit internationalen Partnern aus Forschung und Wirtschaft derzeit ein Sensorsystem für Luftschadstoffe. Dieses soll in Zukunft in Innenräumen kostengünstig und rund um die Uhr gleichbleibend für gute Luftqualität sorgen. „Wenn die Luft im Raum zu schlecht wird, die Sensoren also Schadstoffkonzentrationen messen, die bestimmte Grenzwerte übersteigen, sorgt eine ausgeklügelte Lüftungstechnik über die Klimaanlage automatisch für Frischluft“, erläutert Schütze.
Dadurch, dass das Sensorsystem gezieltes Lüften möglich macht, kann der Energieverbrauch von Gebäuden nach den Erkenntnissen der Forscher halbiert werden. „Dies ist – mit Blick auf die CO2-Ziele – auch aus Klima- und Umweltschutzgründen interessant“, sagt er. „Wir erforschen derzeit verschiedene Nutzungsszenarien etwa in Schulen, Büroräumen oder Privathaushalten.“ Ziel sei, das System so fortzuentwickeln, dass es sich genau an bestimmte Einsatzgebiete anpassen kann und die Lüftung optimal auf die jeweilige Nutzung abstimmt. „Zum Beispiel, indem es Büroräume automatisch kurz vor der anberaumten Besprechung oder Schulräume vor Unterrichtsbeginn lüftet“, erläutert der Gassensor-Experte.
Die Sensoren erfassen alle Arten von Gasen – von Kohlenmonoxid bis hin zu krebserregenden organischen Verbindungen –, unterscheiden diese und bestimmen ihre Konzentrationen. Auch kleinste Spuren entgehen den hochempfindlichen künstlichen Sinnesorganen nicht. „Wir entwickeln hierzu die zum Einsatz kommenden Halbleiter-Gassensoren auf Metalloxid-Basis und so genannte gassensitive Feldeffektsensoren mit unseren Projektpartnern so weiter, dass die Nachweisgrenze immer weiter reduziert wird“, erläutert Dr. Tilman Sauerwald, Mitarbeiter von Prof. Schütze. Die Sensoren sammeln hierzu über einen bestimmten Zeitraum Moleküle und messen anschließend deren Menge. „Unter einer Milliarde Luftmolekülen können sie einzelne giftige Moleküle aufspüren“, sagt Sauerwald.
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