Utviklet sensor for måling av klimagass i havet

02.09.16 Vibeke Os

En liten chip med stort potensiale.

gassbobler
Det er et økende behov for å overvåke utslipp av metangass, både fra menneskeskapte og naturlige kilder som tundra, våtmark og ikke minst fra havet. Foto: Colourbox

Sammen med karbondioksid er metangass regnet for å være en av vår tids store trusler, metan er en drivhusgass som bidrar til oppvarming av jordkloden. For å følge med på klimagassutslippene er det nødvendig med en effektiv sensor, noe Susan Lindecrants jobbet med i sin doktorgradsavhandling.

 

chip
En optisk sensor for måling av metankonsentrasjonen i vann. Sensoren er utformet som en liten chip, ikke større enn 2x3 cm. Chip’en er designet av forskere i Tromsø og produsert i Barcelona. Foto: IFT, UiT

Ville utvikle en ny supersensitiv metan sensor

-Vi har designet et instrument som kan måle metankonsentrasjonen i havet og som er liten, billig og presis. Et annet viktig poeng med vår sensor er at den skal kunne kan måle gasskonsentrasjonen på stedet.

Lindecrants forklarer at det finnes sensorer som brukes i dag, men de har sine svakheter. F.eks at gassen må separeres fra vannet før måling, noe som gir både redusert effektivitet på målingen og øker responstiden. Andre alternativer medfører at prøver må fraktes til laboratorier på land, noe som er både tidkrevende og kostbart.

UV treatment chio
Preparering av den nye metansensoren; overflaten på brikken prepareres for å kunne fange metan-molekyl. Til venstre blir chip’en behandlet i et luft-plasma kammer. I høyre bilde er overflaten til brikken forstørret, her bestråles den med UV-lys. Foto: IFT, UiT

-Sensoren vi har utviklet kan nok ikke stappes ned i havdypet helt på egen hånd for å måle metangass, forklarer Lindecrantz, men vi ser for oss at den må tas ned i et lite fartøy som så kan sluse vannprøver inn til brikken på et vis.

 

Lovende resultater – kan detektere selv små menger gass
Sensoren er basert på et optisk interferometer* plassert på en liten brikke. Forskerne har selv utviklet designet på brikken som er produsert i Barcelona. Sensoren er testet i laboratoriet og gir relativt stor sensitivitet, 17 ppm for gass og 49 nM i vann.

Ifølge fysikeren er dette sammenliknbart med sensitiviteten til avanserte metansensorer og vesentlig bedre enn hva en kan oppnå med enkle og rimelige sensorer som allerede finnes på markedet.

portrett Lindecrantz
Susan Lindecrantz kommer fra Sverige og fullførte en sivilingeniørutdanning i teknisk fysikk ved Lund tekniske høyskole, før hun flyttet til Tromsø og startet på sitt doktorgradsarbeid i 2011. Foto: Privat

Susan Lindecrantz forsvarte sin avhandling 25. april 2016. Tittel på oppgaven var:Waveguide Mach-Zehnder interferometer for measurement of methane dissolved in water.

Prosjektet var finansiert av Norges forskningsråd som en del av Forskningsløft i Nord-Norge (NORDSATSING ). Lindecrantz ble veiledet av professor Olav Gaute Hellesø og førsteamanuensis Balpreet Singh Ahluwalia ved Institutt for fysikk og teknologi.

På Twitter   #norgesarktiske