Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Ein neuer Nitratsensor für den Klimaschutz: Bochumer Projekt für KlimaExpo.NRW ausgewählt

16.10.2014

Herausragend für den Klimaschutz – dieses Prädikat hat das Land NRW dem Projekt von Nachwuchswissenschaftler Dr. Nicolas Plumeré verliehen.

Am Zentrum für Elektrochemie der Ruhr-Universität Bochum entwickelt er mit seinem Team einen Nitratsensor. Dieser soll es ermöglichen, Nutzpflanzen mit exakt der richtigen Menge Dünger zu versorgen, ohne den Boden unnötig zu belasten. Das Projekt wurde für die „KlimaExpo.NRW“ ausgewählt.


Bochumer Nitratsensor: Ein Messstäbchen saugt eine kleine Menge Pflanzensaft auf, aus der das Messgerät automatisch die enthaltene Nitratmenge berechnet.

© RUB, Foto: Gorczany

Bis zu doppelt so viel Dünger im Einsatz wie notwendig

Zurzeit setzen Landwirte bis zu doppelt so viel Dünger ein, wie Nutzpflanzen tatsächlich benötigen. Dadurch gelangt überflüssiges Nitrat in die Böden, das die Umwelt belastet. Auch die Produktion der Stickstoffdünger schadet dem Klima: Jährlich verschlingt sie etwa ein Prozent des globalen Energiebedarfs. Bislang gab es nur wenige Methoden, um die auf dem Feld vorhandene Nitratmenge zu bestimmen und somit den Düngebedarf zu ermitteln. Da die Verfahren aufwendig und teuer sind, nutzen Landwirte sie nur wenig.

Leicht einsetzbare Methode zur Nitratbestimmung

Nicolas Plumeré entwickelt mit seinem Team einen zuverlässigen Nitratsensor, den Bauern unkompliziert direkt auf dem Feld einsetzen können. Er funktioniert ähnlich wie ein Blutzuckermessgerät. Der Anwender ritzt einen Pflanzenstängel an, um einen winzigen Tropfen Pflanzensaft zu gewinnen.

Ein Messstäbchen saugt genau die für den Test benötigte Menge auf – am Ende sollen das gerade einmal 300 Nanoliter sein – und gibt als Ergebnis die vorhandene Nitratmenge aus. Das Messstäbchen enthält ein Enzym, das Nitrat zu Nitrit umsetzt.

Bei der Reaktion werden Elektronen frei; den resultierenden Stromfluss misst eine Elektrode im Stäbchen. Aus dem Stromfluss wiederum berechnet das Gerät automatisch die Nitratkonzentration im Pflanzensaft. Da Luftsauerstoff das Nitrat-Messverfahren stört, integrierten die Forscher spezielle weitere Enzyme in das Messstäbchen, die den Sauerstoff abfangen.

Das Verfahren optimieren

Zurzeit optimiert die Forschergruppe das Messverfahren, damit es robust gegen alle Störeinflüsse auf dem Feld ist. In ein bis zwei Jahren könnte ein funktionstüchtiger Prototyp vorliegen, ein marktreifes Produkt in drei bis fünf Jahren.

So belastet Nitrat die Umwelt

Nitrat führt in Gewässern zu einem Überangebot an Nährstoffen und bringt so das Ökosystem aus dem Gleichgewicht. In die Luft ausgeschiedener Stickstoff erhöht außerdem die Feinstaubbelastung, kann Krankheiten wie Krebs und Asthma fördern und unterstützt die Bildung von bodennahem Ozon.

KlimaExpo.NRW: 1.000 Schritte bis zum Ziel

Die KlimaExpo.NRW ist ein Projekt der Landesregierung von Nordrhein-Westfalen, das eine nachhaltige Entwicklung für Wirtschaft und Gesellschaft beflügeln soll. Schubkräfte für diese Entwicklung sind Energiewende, Klimaschutz sowie die notwendige Anpassung an die Folgen des Klimawandels. Ziel ist es, erfolgreiche Projekte in innovativen Formaten einem breiten Publikum bis hin zur internationalen Ebene zu präsentieren und zusätzliches Engagement für den Klimaschutz zu initiieren. Die KlimaExpo.NRW soll das technologische und wirtschaftliche Potenzial Nordrhein-Westfalens in diesem Bereich präsentieren. Sie läuft landesweit bis zum Jahr 2022.

Weitere Informationen

Dr. Nicolas Plumeré, Zentrum für Elektrochemie, Fakultät für Chemie und Biochemie der Ruhr-Universität, 44780 Bochum, Tel. 0234/32-29434, E-Mail: nicolas.plumere@rub.de

Angeklickt

KlimaExpo.NRW
http://www.klimaexpo-nrw.de

Dr. Julia Weiler | idw - Informationsdienst Wissenschaft

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Agrar- Forstwissenschaften:

nachricht Acht europäische Länder im Kampf gegen den Asiatischen Laubholzbockkäfer
06.01.2017 | Eidgenössische Forschungsanstalt für Wald, Schnee und Landschaft WSL

nachricht Kleinbauern in Afrika: Clevere Milchkühlung – dank Solar auch ohne Stromanschluss
02.01.2017 | Universität Hohenheim

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Agrar- Forstwissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Erstmalig quantenoptischer Sensor im Weltraum getestet – mit einem Lasersystem aus Berlin

An Bord einer Höhenforschungsrakete wurde erstmals im Weltraum eine Wolke ultrakalter Atome erzeugt. Damit gelang der MAIUS-Mission der Nachweis, dass quantenoptische Sensoren auch in rauen Umgebungen wie dem Weltraum eingesetzt werden können – eine Voraussetzung, um fundamentale Fragen der Wissenschaft beantworten zu können und ein Innovationstreiber für alltägliche Anwendungen.

Gemäß dem Einstein’schen Äquivalenzprinzip werden alle Körper, unabhängig von ihren sonstigen Eigenschaften, gleich stark durch die Gravitationskraft...

Im Focus: Quantum optical sensor for the first time tested in space – with a laser system from Berlin

For the first time ever, a cloud of ultra-cold atoms has been successfully created in space on board of a sounding rocket. The MAIUS mission demonstrates that quantum optical sensors can be operated even in harsh environments like space – a prerequi-site for finding answers to the most challenging questions of fundamental physics and an important innovation driver for everyday applications.

According to Albert Einstein's Equivalence Principle, all bodies are accelerated at the same rate by the Earth's gravity, regardless of their properties. This...

Im Focus: Mikrobe des Jahres 2017: Halobacterium salinarum - einzellige Urform des Sehens

Am 24. Januar 1917 stach Heinrich Klebahn mit einer Nadel in den verfärbten Belag eines gesalzenen Seefischs, übertrug ihn auf festen Nährboden – und entdeckte einige Wochen später rote Kolonien eines "Salzbakteriums". Heute heißt es Halobacterium salinarum und ist genau 100 Jahre später Mikrobe des Jahres 2017, gekürt von der Vereinigung für Allgemeine und Angewandte Mikrobiologie (VAAM). Halobacterium salinarum zählt zu den Archaeen, dem Reich von Mikroben, die zwar Bakterien ähneln, aber tatsächlich enger verwandt mit Pflanzen und Tieren sind.

Rot und salzig
Archaeen sind häufig an außergewöhnliche Lebensräume angepasst, beispielsweise heiße Quellen, extrem saure Gewässer oder – wie H. salinarum – an...

Im Focus: Innovatives Hochleistungsmaterial: Biofasern aus Florfliegenseide

Neuartige Biofasern aus einem Seidenprotein der Florfliege werden am Fraunhofer-Institut für Angewandte Polymerforschung IAP gemeinsam mit der Firma AMSilk GmbH entwickelt. Die Forscher arbeiten daran, das Protein in großen Mengen biotechnologisch herzustellen. Als hochgradig biegesteife Faser soll das Material künftig zum Beispiel in Leichtbaukunststoffen für die Verkehrstechnik eingesetzt werden. Im Bereich Medizintechnik sind beispielsweise biokompatible Seidenbeschichtungen von Implantaten denkbar. Ein erstes Materialmuster präsentiert das Fraunhofer IAP auf der Internationalen Grünen Woche in Berlin vom 20.1. bis 29.1.2017 in Halle 4.2 am Stand 212.

Zum Schutz des Nachwuchses vor bodennahen Fressfeinden lagern Florfliegen ihre Eier auf der Unterseite von Blättern ab – auf der Spitze von stabilen seidenen...

Im Focus: Verkehrsstau im Nichts

Konstanzer Physiker verbuchen neue Erfolge bei der Vermessung des Quanten-Vakuums

An der Universität Konstanz ist ein weiterer bedeutender Schritt hin zu einem völlig neuen experimentellen Zugang zur Quantenphysik gelungen. Das Team um Prof....

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Hybride Eisschutzsysteme – Lösungen für eine sichere und nachhaltige Luftfahrt

23.01.2017 | Veranstaltungen

Mittelstand 4.0 – Mehrwerte durch Digitalisierung: Hintergründe, Beispiele, Lösungen

20.01.2017 | Veranstaltungen

Nachhaltige Wassernutzung in der Landwirtschaft Osteuropas und Zentralasiens

19.01.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Wie der Nordatlantik zum Wärmepirat wurde

23.01.2017 | Geowissenschaften

Immunabwehr ohne Kollateralschaden

23.01.2017 | Biowissenschaften Chemie

Erstmalig quantenoptischer Sensor im Weltraum getestet – mit einem Lasersystem aus Berlin

23.01.2017 | Physik Astronomie