Sensorer mäter växthusgasen metan för effektiv kartläggning av utsläpp

Mån 05 dec 2022 14:25

Metangas är en stark växthusgas som står för en femtedel av den globala uppvärmningen. Bakhram Gaynullin, industridoktorand vid Mittuniversitetet och Senseair, har utvecklat en mätmetod för att urskilja metangas i små koncentrationer från vattenånga, till en mycket lägre kostnad än befintlig teknik.

Tre män sitter vid ett bord och diskuterar en prototyp som ligger på bordet.
Claes Mattson, Bakhram Gaynullin och Göran Thungström diskuterar prototypen för mätning av metan.

Vid sidan av koldioxid är metan den växthusgas som har störst klimatpåverkan och vikten av minskade metangasutsläpp lyftes därför särskilt i samband med FN:s klimatmötet 2021.  Utsläppen bildas vid nedbrytning av organiska material i syrefattiga miljöer, exempelvis från avfallsanläggningar, fiberbankar, risodlingar och jordbruk. Metangas är även huvudingrediensen i naturgas och var nyligen aktuell i media i samband med läckagen från gasledningarna Nord Stream 1 och 2 i Östersjön.

– Metan är en av de mer kraftfulla växthusgaserna, så det är viktigt att utveckla pålitlig övervakning för att undersöka påverkan på klimatet, säger Bakhram Gaynullin, på företaget Senseair och industridoktorand inom forskarskolan FORIC vid Mittuniversitetet.

Genom sitt arbete har han tillsammans med forskare vid Senseair och Claes Mattsson, prefekt, och Göran Thungström, docent, vid Mittuniversitetet tagit fram en metod för att mäta metan i luften och urskilja den från vattenånga.

– Det är svårt att mäta låga koncentrationer av gas och resultaten påverkas av förekomsten av vattenånga. Tillgängliga lösningar är ofta dyra och svåra att utföra i fält och de är väldigt energikrävande. Kostnaden per enhet kan vara flera hundratusen euro. Det finns enklare och billigare mätmetoder, men de fungerar bäst i höga koncentrationer av gas, säger Bakhram Gaynullin.

Tekniken som forskarna använder kallas NDIR, och bygger på absorption av infrarött ljus i ett specifikt våglängdsområde.

– NDIR är en pålitlig och kostnadseffektiv teknik med hög känslighet. Men svårigheten är att särskilja koncentrationen av en viss gas i blandningar där flera gaser absorberar det infraröda ljuset i samma våglängdsområde. Det vanligaste exempel i atmosfären på det är just vattenånga och metangas. Metoden som vi utvecklat gör det möjligt att nå den känslighet och noggrannhet som är jämförbar med mer avancerade instrument, men till en betydligt lägre kostnad, 10 till 20 gånger lägre, säger han.

Bakhram Gaynullins prototyp för mätning av metangas.

Metangas är inte bara en stor orsak till den globala uppvärmningen. Det finns också ett stort värde i gasen vilket gör det nödvändigt att detektera utsläpp. Den kan användas som energikälla eller som råvara i exempelvis plast. Ytterligare en faktor är säkerheten.

– Metan är en explosiv och brandfarlig gas och därför är det viktigt med en effektiv detektering och alarmfunktion, säger Bakhram.

– Samverkan med ledande aktörer inom alla teknikområden är väldigt viktigt för att skapa relevans för vår forskning. För mätning av metan ser vi direkta användningsområden inom vår forskning som handlar om analys av metangasutsläpp från fiberbankar. Genom fortsatt arbete ser vi möjlighet att tillämpa tekniken även på andra områden och gaser, säger Claes Mattsson

Hur kan tekniken användas för att kartlägga utsläpp i framtiden?

– Om man kan minska kostnaderna för utveckling och underhåll av utrustningen är det möjligt att utveckla nätverk av sensorer. Det ger möjligheter att på ett noggrant sätt kartlägga utsläpp av metan över större området, avslutar Bakhram.

 

Bakhram Gaynullins forskning är en del i forskningsprojektet MiLo Vatten

Läs mer om forskarskolan FORIC


Rekommenderat:

Sidan uppdaterades 2022-12-05