Kooperationsprojekt: Wartungsarme Schadstoff-Detektion mit kolorimetrischen Gas- und adaptierten Streulicht-Feinstaubsensoren

Im Projekt wurde ein Verfahren zur Herstellung der Gassensoren entwickelt. Es wurden je ein Farbstoff für die Detektion von NO2 und O3 entwickelt. Diphenylbenzidin und Methylorange eigneten sich für den Einsatz in dem hier entwickelten Schadstoffsystem am besten. Die kolorimetrischen Farbstoffe können auf einem Wellenleiter aufgebracht und verkapselt werden. Hierfür wurde ein Verfahren entwickelt, mit dem die Sensorkappe auf den Farbstoffträger gefügt werden kann. Dies geschieht mit einem anodischen Bondprozess bei 200°C. So werden Sensorzellen hermetisch dicht verschlossen. Eine Membran in der Sensorkappe kann zuverlässig elektrisch aufgesprengt werden, sodass der gassensitive Farbstoff gezielt mit der Umgebungsluft in Kontakt kommt. Dabei rollt sich die Membran großenteils auf, sodass keine Splitter entstehen, die auf die aktive Sensorfläche fallen können. Der Herstellungsprozess der Sensorkappe wurde mit serientauglichen Verfahren der Mikrosystemtechnik entwickelt. Bei einer Serienfertigung können zuverlässige und kostengünstige Sensorchips hergestellt werden. Die Kalibrierung der Gasmessung und die Systemintegration sind fortgeschritten aber nicht abgeschlossen.
Die Feinstaubmessung konnte so weit untersucht und integriert werden, dass gemeinsam mit einem Qualitätsmaß zuverlässig PM10 und PM2.5 im geplanten Genauigkeitsbereich von ±25 μg/m³ bzw. 10 μg/m³ gemessen werden können. Die Feinstaubmessung wurde zur frühzeitigen Verwertung in ein eigenständiges Gerät ausgekoppelt wird aber auch im KOGAST-Gerät weiterverfolgt.