Entwicklung und Charakterisierung eines photoakustischen Sensors für SO2. Schlussbericht

Frachtschiffe sind zwar von ihrer CO2-Bilanz sehr gut, stoßen aber andere Abgase wie SO2, NOx und Feinstaub aus, die zu einer erheblichen Belastung der Umwelt führen. Es wurden daher internationale Abkommen beschlossen. um mittelfristig in vielen küstennahen Regionen und langfristig überall die Emission von SO2 zu reduzieren. Die Regeln wurden im IMO Marpol Annex VI definiert. Schiffe müssen, um diese Grenzwerte einzuhalten, entweder schwefelarmen Kraftstoff nutzen oder eine Abgasreinigungsanlage einbauen, in der permanent der SO2 Ausstoß gemessen wird. Das Projekt MASUM zielte darauf ab, ein kompaktes und kostengünstiges Messsystem für die Detektion von SO2 in Schiffsabgasen zu entwickeln und im Feld zu testen, das eine wartungsfreie Mindestlaufzeit von 12 Monaten besitzt. Das Fraunhofer IPM war dabei für die Entwicklung des Messsystems verantwortlich. In einem zweistufigen Entwicklungsverfahren wurde ein resonanter photoakustischer Sensor entwickelt, der mittels einer UV-LED das im Abgas enthaltene SO2 zuverlässig detektieren konnte. Der Laborprototyp wurde danach soweit erweitert und mit notwendiger Peripherie versehen, um auf einem Testschiff installiert werden zu können. Von August 2018 bis zum Projektende war das Messsystem auf dem Containerschiff ""MS Priamos"" in Nord- und Ostsee unterwegs. Die gewonnenen Daten bestätigten die Funktionstüchtigkeit des Systems im Feld und werden für die Serienentwicklung genutzt werden. Labor- und Feldtests bestätigten die Nutzbarkeit der Methode der Resonanten Photoakustik mittels LED-Quellen als günstiges und robustes Verfahren für den Einsatz als Sensor in rauer Umgebung.