Kürzlich wurde ein 6.000-Meter-Tiefsee-Sensor für gelöstes CO₂, der vom Forschungsteam um Geng Xuhui und Guan Yafeng am Dalian Institute of Chemical Physics der Chinesischen Akademie der Wissenschaften entwickelt wurde, erfolgreich in den kalten Sickerzonen des Südchinesischen Meeres getestet. Der Sensor erreichte eine maximale Tiefe von 4.377 Metern und konnte erstmals die Datenkonsistenz mit importierten Sensoren überprüfen. Dieser Durchbruch markiert Chinas Eintritt in die internationale Spitzengruppe der Überwachung des Tiefsee-Kohlenstoffkreislaufs und leistet einen entscheidenden technologischen Beitrag zur globalen Erforschung von Kohlenstoffsenken im Ozean.
Technologische Durchbrüche: Hohe Druckbeständigkeit, hohe Präzision, Echtzeitkalibrierung
Das Team meisterte zentrale Herausforderungen wie ein 75 MPa Hochdruckmembranmodul zur Wasser-Gas-Trennung, eine Ulbrichtkugelsonde mit langem optischen Weg und eine In-situ-Selbstnullungstechnologie. Dadurch kann der Sensor in extremen Tiefseeumgebungen stabil arbeiten und gleichzeitig CO₂-Anomalien in kalten Sickerzonen präzise erfassen. Im Vergleich zu herkömmlichen Laboranalysen ermöglicht diese Technologie eine kontinuierliche Überwachung vor Ort in Echtzeit und verbessert so die Aktualität und Genauigkeit der Daten deutlich.
Anwendungsszenarien: Von kalten Tiefseequellen bis zur globalen Kohlenstoffbilanzierung
- Forschung zum Kohlenstoffkreislauf der Ozeane: Der Sensor kann auf AUVs (autonomen Unterwasserfahrzeugen), Gleitern und anderen Plattformen zur langfristigen Überwachung des CO₂-Flusses in der Tiefsee eingesetzt werden und so zur Aufklärung der Mechanismen der Kohlenstoffsenke im Ozean beitragen.
- Ressourcenerkundung und ökologischer Schutz: In speziellen Ökosystemen wie kalten Quellen und hydrothermalen Quellen liefert die kombinierte CO₂- und Methanüberwachung Datenunterstützung für die Gashydratentwicklung und ökologische Bewertungen.
- Klimapolitik und internationale Zusammenarbeit: Daten können in globale Kohlenstoffbeobachtungsnetzwerke (z. B. die SOCAT-Datenbank der NOAA) integriert werden und bieten so eine wissenschaftliche Untermauerung der Emissionsreduktionsziele des Pariser Abkommens.
Branchentrends: Marktwachstum und technologische Integration
Der globale Markt für Instrumente zur Messung von gelöstem CO₂ wird voraussichtlich um durchschnittlich 4,3 % wachsen und bis 2033 ein Volumen von 927 Millionen US-Dollar erreichen. Gleichzeitig treiben KI-Algorithmen und die Integration des IoT die Verbesserung der Sensorintelligenz voran, beispielsweise:
- Die optischen CO₂-Sensoren der Hamilton Company verfügen über ein elektrolytfreies Design zur Reduzierung der Wartungskosten und werden bereits in der Echtzeitüberwachung von Biopharmazeutika eingesetzt.
- Die DOC-Technologie (Direct Ocean Carbon Capture), die auf hochpräziser CO₂-Erfassung beruht, wird von Startups wie Captura entwickelt (mit dem Ziel, jährlich 1.000 Tonnen Kohlenstoff zu entfernen) und benötigt Echtzeit-Kohlenstoffdaten aus dem Meerwasser.
Zukunftsaussichten
Angesichts der steigenden Nachfrage nach Tiefseeforschung und kohlenstoffneutralen Technologien könnten Chinas unabhängig entwickelte Sensoren eine Schlüsselrolle in der Tiefseeforschung und der „Blue Carbon Economy“ spielen. Der nächste Schritt besteht darin, die Sensoren zu miniaturisieren und kostengünstiger zu gestalten, um sie für breitere kommerzielle Anwendungen nutzbar zu machen.
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Beitragszeit: 08.07.2025