In Zusammenarbeit mit QLM Technology Limited und Fraunhofer UK Research Limited leitet Covesion das 18-monatige Projekt „Nichtlineare Aufwärtskonversionstechnik zur Überwachung von Umweltgasen“ (NUTMEG). Gefördert von Innovate UK, einem Teil von UK Research and Innovation, entwickelt, baut und testet diese Initiative einen tragbaren Treibhausgassensor für die Umweltüberwachung. Der Sensor ermöglicht die hochempfindliche Detektion von CO₂ , Methan, NOx und Ammoniak.
NUTMEG konzentriert sich auf die Weiterentwicklung optisch gekapselter PPLN-Wellenleiter, um deren Einsatzbereich auf den mittleren Infrarotbereich auszudehnen. Zudem wird ein optisches Aufwärtskonversionssystem entwickelt, um die Detektion von Treibhausgasen zu verbessern und dessen Leistungsfähigkeit unter realen Bedingungen durch Feldtests zu validieren.
Das Projekt baut auf den bewährten Gassensorprodukten von QLM auf, um eine höhere Empfindlichkeit zu erzielen. Ziel ist ein Demonstrationssystem in Aktenkoffergröße, das mit augensicherer Leistung arbeitet und sich damit von den derzeitigen Lkw-montierten Alternativen abhebt.
Aktuelle Gasdetektionstechnologien für CO₂ und Methan weisen Schwächen hinsichtlich Empfindlichkeit, Aktualisierungsrate und Auflösung auf. NUTMEG begegnet diesen Einschränkungen durch den Einsatz von Laser-Upconversion in nichtlinearen PPLN-Wellenleitern. Die Vorteile der Upconversion sind zweifach: Sie ermöglicht den Zugriff auf stärkere Gasabsorptionsmerkmale im mittleren Infrarotbereich, und durch die Umwandlung von Signalen aus dem mittleren Infrarot in den nahen Infrarotbereich können hochempfindliche, auf Silizium basierende Einzelphotonendetektoren cto werden.
NUTMEG hat das Potenzial, die Umweltüberwachung in verschiedenenctozu revolutionieren:
- Überwachung industrieller Emissionen: Bereitstellung genauer Daten zu Treibhausgasemissionen aus Deponien, Abwasserbehandlungsanlagen und industriellen Betrieben.
- Bewertung der Landwirtschaft und der Bodengesundheit: Verfolgung von Gasemissionen aus dem Boden zur Verbesserung des Verständnisses der Ökosystemgesundheit.
- Küsten- und Landüberwachung: Ermöglichung der Fernerkundung von atmosphärischen Gasen von landgestützten Stationen aus.
- Politik- und Regulierungsunterstützung: Wir bieten eine kosteneffiziente Lösung zur Erfüllung strenger Emissionsberichtspflichten.
Durch die Bereitstellung hochpräziser Echtzeitdaten wird NUTMEG Industrie und Regierungen bei der Reduzierung von Emissionen unterstützen und so die Netto-Null-Verpflichtungen Großbritanniens für 2050 erfüllen.
Die bestehende Methan-Detektionstechnologie von QLM wird durch NUTMEG verbessert und ihr Anwendungsgebiet auf CO₂, Ammoniak und stickstoffbasierte Schadstoffe erweitert . Covesion wird sein Produktportfolio durch die Kommerzialisierung neuer PPLN-Wellenleiter für Anwendungen im mittleren Infrarotbereich ausbauen und damit neue Marktchancen in der Spektroskopie und Gassensorik schaffen.
Fraunhofer wird im NUTMEG-Projekt eine entscheidende Rolle spielen und seine Expertise in Forschung, Erprobung und Prototypenentwicklung zur Unterstützung der Sensorsystementwicklung einbringen. Dank seiner umfassenden Erfahrung in der Entwicklung optischer Systeme und im Bereich der Mittel-Infrarot-Technologien wird Fraunhofer die Validierung des Aufwärtskonversionsprozesses mit PPLN-Wellenleitern leiten und so optimale Effizienz und Empfindlichkeit gewährleisten.
Nach erfolgreicher Validierung wird der NUTMEG-Sensor voraussichtlich innerhalb von 12 Monaten nach Projektende kommerziell erhältlich sein. Diese Innovation wird Großbritannien an die Spitze der Treibhausgasüberwachung bringen und sowohl nationale als auch internationale Klimaschutzinitiativen unterstützen.
NUTMEG stellt einen bedeutenden Fortschritt in der Umweltsensorik dar. Durch die Integration von Laser-Upconversion, nichtlinearer Optik und Einzelphotonendetektion bietet das Projekt eine einzigartige Lösung für die Treibhausgasüberwachung. Angesichts der weltweit zunehmend strengeren Emissionskontrollen ist die effektive Überwachung und Reduzierung von Treibhausgasen entscheidend für das Erreichen der Klimaneutralität. Das NUTMEG-Projekt mit seiner Spitzentechnologie und der starken Unterstützung aus der Industrie wird die Umweltüberwachung und den Klimaschutz nachhaltig prägen.
Das Projekt hat eine Laufzeit von 18 Monaten und beginnt im August 2024.
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