Descripción del proyecto
Un método viable basado en el láser para controlar los contaminantes orgánicos en el aire
La contaminación atmosférica constituye una amenaza creciente para las grandes ciudades, pero el control de los compuestos orgánicos volátiles y los contaminantes orgánicos persistentes mediante las tecnologías existentes basadas en el láser o electroquímicas resulta complejo. El proyecto CEMoS-OFC, financiado por las Acciones Marie Skłodowska-Curie, tiene como objetivo desarrollar un nuevo tipo de espectrómetros láser de alta resolución y de banda ancha para controlar la calidad del aire en canales abiertos. Los instrumentos aprovecharán un par de fuentes de peines de frecuencia óptica que funcionan en la región del espectro del infrarrojo medio, donde se pueden observar las líneas de absorción distintivas de los compuestos orgánicos volátiles y los contaminantes orgánicos persistentes. Al utilizar este método informático para mejorar las señales en tiempo real y al eliminar la necesidad de componentes electrónicos complejos, el proyecto allana el camino para las mediciones prácticas de mezclas de gases de diferentes tipos en canales abiertos que abarcan cientos de metros.
Objetivo
Air pollution is an increasingly important concern in larger cities and industrial areas. To date, much attention has been devoted to monitoring of particulate matter (PM), yet sensing of toxic or cancerogenic gas species formed i.e. in combustion of low-quality fuels is still challenging. The new National Emissions Ceilings (NEC) Directive (2016/2284/EU) has set commitments for member states on several important air pollutants, of which two groups: non-methane volatile organic compounds (NMVOCs), and persistent organic pollutants (POPs) are difficult to monitor using existing electrochemical or laser-based technologies to ensure sufficient sensitivity and selectivity. To address this need, the objective of this proposal is to develop a novel class of broadband and high-resolution laser spectrometers for open-path atmospheric monitoring. The instrument will exploit a pair od optical frequency comb (OFC) sources, which operate in the spectroscopically-relevant mid-infrared region where NMVOCs and POPs have their strongest and most unique absorption features. Unlike all prior attempts, this project aims to advance the field by enabling completely unstabilized operation of the sources using real-time computational signal enhancement referred to as Computationally Enhanced Molecular Sensing with Optical Frequency Combs (CEMOS-OFC). By generating two mutually coherent OFCs in a shared cavity, the need for complex phase synchronization electronics in dual-comb spectroscopy is eliminated, which paves the way for practical out-of-laboratory measurements of multi-species gas mixtures over open-path channels reaching hundreds of meters corresponding to part-per-million to parts-per-billion sensitivities. In addition to environmental gas sensing, spectroscopic analysis of simple algae and pharmaceuticals in the mid- to far-infrared region is also proposed.
Ámbito científico
- natural sciencesbiological sciencesmicrobiologyphycology
- natural scienceschemical sciencesorganic chemistryvolatile organic compounds
- engineering and technologyenvironmental engineeringair pollution engineering
- natural sciencesearth and related environmental sciencesenvironmental sciencespollution
- natural sciencesphysical sciencesopticsspectroscopy
Palabras clave
Programa(s)
Régimen de financiación
MSCA-IF - Marie Skłodowska-Curie Individual Fellowships (IF)Coordinador
50-370 Wroclaw
Polonia