NASA Ames Festkörper-CO₂-Sensor: Genau Detektion über Temperatur, Druck und Feuchtigkeit

Die Detektion von Kohlendioxid (CO₂) ist für Umwelt-, Gesundheits-, Sicherheits- und Weltraumanwendungen sehr wichtig. Kohlendioxid ist bei höheren Konzentrationen ein schädliches Schadstoff, da es in großen Konzentrationen Sauerstoff verdrängen kann. Aktuelle kommerzielle CO₂-Sensoren haben Probleme und Mängel, insbesondere mit Präzision bei unterschiedlichen Temperaturen, Drücken und hohen Feuchtigkeitswerten. NASA Ames hat einen patentierten Festkörpersensor für die Detektion von CO₂ mit einer Konzentration im Bereich von etwa 100 Parts per Million (ppm) bis 10.000 ppm sowohl in trockenen als auch in hochfeuchten Bedingungen entwickelt.

Der Festkörpersensor erreicht die Detektion hoher CO₂-Konzentrationen ohne Sättigung und sowohl im dynamischen Strömungsmodus als auch im statischen Diffusionsmodus. Das komposite Sensormaterial besteht aus oxidierten mehrwandigen Kohlenstoffnanoröhren (O-MWCNT) und einem Metalloxid; beispielsweise O-MWCNT und Eisenoxid (Fe₂O₃) Nanopartikeln. Das komposite Sensormaterial hat einen inhärenten Widerstand und eine entsprechende Leitfähigkeit, die chemisch moduliert wird, wenn der CO₂-Gehalt steigt.

Die CO₂-Gasmoleküle, die in die Kohlenstoffnanoröhren-Verbundstoffe absorbiert werden, verursachen Ladungstransfer und Änderungen im leitfähigen Pfad, sodass die Leitfähigkeit des kompositen Sensormaterials sich ändert. Diese Leitfähigkeitsänderung liefert eine Sensorreaktion für die CO₂-Detektion. Der Sensor eignet sich gut für automatisierte Fertigung mittels Robotik und softwaregesteuerten Operationen.

Der Sensor nutzt keine verbrauchbaren Komponenten oder Materialien und erfordert nicht so häufige Kalibrierung wie konventionelle CO₂-Sensoren. Da die Technologie leicht in bestehende programmierbare elektronische Systeme oder Hardwaresysteme integriert werden kann, kann die Kalibrierung des Sensors automatisiert werden. Der Sensor kann leicht in bestehende elektronische Schaltungen und Hardwarekonfigurationen einschließlich der Hardware eines mobilen Computergeräts wie Smartphone oder Tablet integriert werden.

Die NASA sucht aktiv Lizenznehmer zur Kommerzialisierung dieser Technologie. Bitte kontaktieren Sie NASA's Licensing Concierge unter protected@email.com oder rufen Sie an unter 202-358-7432, um Lizenzgespräche zu initiieren. Folgen Sie diesem Link hier für weitere Informationen.