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Feinstaub-Messungen für bessere Luft

25.01.2023 | TU Graz news | Forschung | Planet research | FoE Sustainable Systems

Von Birgit Baustädter

Alexander Bergmann und das Team am Institut für Elektrische Messtechnik und Sensorik entwickeln Sensoren, mit denen sie die kleinsten Partikel in unserer Umgebungsluft aufstöbern können.

Alexander Bergmann entwickelt Sensoren, die unter anderem Feinstaubwerte messen können. Bildquelle: Lunghammer - TU Graz

Das ist vor allem für die Messung von Feinstaubwerten und die Bewertung der Luftgüte äußerst relevant. Unter anderem hat Bergmann mit seinem Team den kleinsten Partikelsensor der Welt entwickelt, der mit einer „Größe“ von 10 x 10 x 3 mm3 die Leistung eines herkömmlichen Messsystems erbringt und in Alltagsgegenstände wie beispielsweise Mobiltelefone eingebaut werden kann. So ließe sich die aktuelle Luftgüte ohne großen Aufwand und jederzeit ermitteln.

Zum Artikel „Steirische Technologieinnovation: Kleinster Partikelsensor der Welt kommt aus Graz“.

Vor allem in Bergmanns Arbeitsmittelpunkt Graz ist die Feinstaubproblematik allgegenwärtig. Bislang werden insbesondere Verbrennungsmotoren für schlechte Luft verantwortlich gemacht. Zurecht – aber nicht nur der Schadstoffausstoß des Motors ist ein Problem, wie Bergmann erklärt: „In den letzten Jahren hat vor allem der Anteil an Reifen- und Bremsabrieb relativ zu Verbrennungspartikeln zugenommen. Dabei reibt sich Material von Reifen, Bremsen und der Straße ab und verursacht mikroskopisch kleine Partikel, die wiederrum enorm gesundheitsschädlich sein können.“ Dieser Abrieb ist auch ein gewichtiges Problem bei E-Autos. Sie sind schwerer als herkömmliche Fahrzeuge mit Verbrennungsmotor und können unter bestimmten Bedingungen auch mehr Abrieb verursachen. „Der Abrieb enthält auch sehr viel schädliches Mikroplastik“, so Bergmann.

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Video: Was ist Feinstaub?

Die bestehende Flotte gesund halten

In mehreren Projekten forscht das Team aktuell an Wegen, um diese Situation zu entschärfen. Gemeinsam mit dem Unternehmen AVL wird an einem Remote-Emission-Sensing-System gearbeitet. Es soll eine Prototypenanlage für die Messung von Stickoxiden entstehen, mit der etwa die Fahrzeugflotte eine Region darauf getestet werden kann, ob sie prinzipiell in Ordnung ist und sich die Emissionen der Verbrennungsmotoren im richtigen Rahmen bewegen. „Es klingt vielleicht seltsam, dass man sich heute noch mit der Erforschung und Verbesserung von Verbrennungsmotoren beschäftigt. Aber diese Motoren werden ja nicht so schnell verschwinden und deswegen ist es wichtig, sie über die Lebensdauer sauber zu halten.“

Zum Artikel „Bremsen als Feinstaubschleudern“.

Feinstaubbelastung in (U-)Bahnhöfen

Gemeinsam mit unter anderem dem Institut für Betriebsfestigkeit und Schienenfahrzeugtechnik sowie dem Institut für Thermodynamik und nachhaltige Antriebssysteme widmet sich Bergmann zukünftig auch der Feinstaubbelastung in (U-) Bahnhöfen. „Es gibt für diesen Bereich wenige gesetzliche Regelungen, aber die Belastung können sehr hoch sein“, erklärt er. „Die Fahrzeuge bremsen direkt vor den wartenden Passagieren und die Belüftung ist meist sehr schlecht.“

Weitere Projekte

Bereits seit längerer Zeit beschäftigt sich Bergmann im EU-Projekt CARES mit Feinstaubmessungen in mehreren Europäischen Städten, in denen gerade Umweltzonen entstehen. Hier wird überprüft, ob die gesetzlichen Regelungen zur Luftreinhaltung eingehalten werden und die Abgasnachbehandlung der Fahrzeuge funktionieren. Im EU-Projekt LENS geht es um die Partikel- und Lärmemissionen von Zweirädern. Die dabei durchgeführten Untersuchungen sollen die Basis für neue EU-Regelungen bilden. An dem Projekt sind rund 30 Unternehmen beteiligt, die Motorräder herstellen.

Kontakt

Alexander BERGMANN
Univ.-Prof. Mag.rer.nat. Dr.rer.nat.
Institut für Elektrische Messtechnik und Sensorik
Inffeldgasse 33
8010 Graz
Tel.: +43 316 873 30570
alexander.bergmannnoSpam@tugraz.at