Compacte en Schaalbare Laser-gebaseerde Sensoren voor emissiemonitoring in de Veehouderij

De veehouderij levert een bijdrage aan de emissie van methaan en ammoniak. Methaan is een broeikasgas en heeft een sterker opwarmingsimpact dan CO₂, terwijl ammoniak bijdraagt aan verzuring en fijnstofvorming. Overheden stellen steeds strengere milieuregels op voor de landbouw, zoals emissiereductiedoelstellingen en stikstofbeperkingen. Om de daadwerkelijke emissie in kaart te brengen is er behoefte aan schaalbare, accurate en robuuste sensoren, waarmee grootschalige monitoring mogelijk wordt. Hiermee kunnen ondernemers hun uitstoot inzichtelijk te maken en aantonen of ze voldoen aan regelgeving.
Optische gassensoren zijn nauwkeurig en zeer geschikt voor het meten van lage concentraties. Echter, optische gassensoren die gebaseerd zijn op directe absorptiespectroscopietechnieken vereisen vaak krachtige laserbronnen, lange optische paden en een mechanisch stabiele gaskamer om nauwkeurige metingen uit te voeren. Hierdoor bevinden deze sensoren zich vooral in het wetenschappelijke domein, waar ze een nauwkeurigheid op het niveau van parts per billion (ppb) leveren, maar tegen een hoge kostprijs (5 - ¬30 kEuro per sensor).
Door over te stappen naar meting op basis van faseverandering en dispersie, neemt de gevoeligheid met meerdere ordes van grootte toe. Dit vermindert de behoefte aan krachtige laserbronnen en lange optische paden. Hierdoor wordt miniaturisatie en daarmee kostenreductie van het optische systeem mogelijk, wat ook bijdraagt aan de stabiliteit en de produceerbaarheid.
In dit project onderzoeken wij een optisch meetprincipe waarbij we aansluiten bij de toeleveringsketen van de data- en telecomsector, wat de potentie biedt voor schaalbare productie van deze sensor. Het beoogde resultaat is een prototype dat nauwkeurig en betaalbaar methaan of ammoniak concentraties kan meten in de veehouderij.
De projectpartners dragen met hun expertise bij aan de realisatie van dit prototype: fotonica en spectroscopie in agri-food toepassingen (De Haagse Hogeschool), fotonische gas sensortechnologie en valorisatie (Spectrik), agri-food meet en adviesbureau gespecialiseerd in emissiemonitoring met een breed beroepspraktijk netwerk (Connecting Agri & Food).