Ammoniak-Gassensormodul für den Einsatz in Tierhaltungsanlagen

Für Bayern hat der Agrarsektor mit rund 121 Milliarden Euro Umsatz pro Jahr eine wesentliche wirtschaftliche Bedeutung. Allerdings kommt es durch die unterschiedlichen Interessen mit den wirtschaftlichen Zielen der Landwirte und den nachhaltigen Zielen der Umwelt- und Tierschutz-Initiativen immer wieder zu Konflikten. Besonders die Emission von Ammoniakgasen führt hierbei zu gesellschaftlichen Diskussionen. Forschende der Fraunhofer EMFT entwickeln ein effizienteres Messverfahren zur Detektierung von Ammoniakgasen in der Landwirtschaft. Dabei ist das Ziel zu einer umwelt- und tierfreundlicheren Landwirtschaft beizutragen.

Ein konstantes Monitoring der Emissionen könnte dazu beitragen, die Debatte zu versachlichen. Die bislang am Markt verfügbaren Messysteme sind jedoch entweder kostengünstig, aber rein passiv: In der Regel handelt es sich dabei um Messdosen mit Sensor, die über die Anlage verteilt und in regelmäßigen Abständen ausgewertet werden. Für hochwertigere, aktive Alternativen müssten die Landwirte in sehr teure, optische Messsysteme investieren.

Forschende des Fraunhofer EMFT arbeiten gemeinsam mit dem bayerischen Start-up EC Sense, der TU Danzig sowie dem polnischen KmU issrfid im Projekt i-MAGS an einer Lösung für eine preiswerte, aktive, dezentrale, sofortige Messung von umwelt- und tierschädlichen Ammoniak-Gasen in Tierhaltungsanlagen mit Hilfe eines miniaturisierten Ammoniak-Gassensormoduls.

Um die Ansprechzeit des Sensors signifikant zu verbessern, wurde in das Ammoniak-Gassensormodul eine Mikropumpe integriert, welche die Luft aus der Umgebung aktiv zum Sensor führt. Diese Kombination ermöglicht es, absolute Gaskonzentrationen im ppb-Bereich innerhalb weniger Sekunden sehr kostengünstig zu messen. Das Sensormodul mit integrierter Mikropumpe haben das Fraunhofer EMFT und EC Sense bereits im Vorgängerprojekt MIAGS entwickelt. Die polnischen Kooperationspartner kümmern sich im aktuellen Vorhaben nun darum, diese Sensormodule in ein IOT-Netzwerk zum Monitoring der Ammoniakkonzentration in großen Schweineställen einzubinden.

Das Vorhaben wird durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF; Vertrag Nr. 01DS22002A) sowie das Nationale Zentrum für Forschung und Entwicklung (NCBR; Vertrag Nr. WPN/4/66/i-MAGS/2022) im Rahmen der 4. polnisch-deutschen Ausschreibung im Bereich der digitalen Grünen Technologie gefördert.