Profilierende Methanmessung in der Ostsee: Cryptophan als chemischer in situ sensor

• Antragsteller: Dr. Ralf-Dieter Prien
• Fachliche Zuordnung: Physik, Chemie und Biologie des Meeres
• Förderung: Förderung von 2013 bis 2018
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 242700699

Um eine verlässliche Abschätzung von Quellen und Senken der Ozeane für Methan und deren Variabilität erstellen zu können, werden Messungen in adäquater zeitlicher und räumlicher Auflösung benötigt. Diese Messungen können nur durch automatisch messende Sensoren erreicht werden, die die CH4-Konzentration im Meer über längere Zeiträume erfassen können.Das hier im Rahmen des Blanc Programme beantragte Projekt verfolgt die folgenden Ziele:- Design molekularer Rezeptoren für die Methanmessung (Cryptophan-A und -111) und Synthese neuer Verbindungen, die die Einbettung dieser Rezeptoren in polymere Strukturen erlauben. (Task 1; LC)- Anpassung, Kalibrierung und Validierung der zwei optischen Technologien für die in situ Messung von CH4 im Meer (Task 2 und 3; GET, LAAS-OSE, IOW) Boulart et al. (2008) haben gezeigt, dass sich der Brechungsindex eines Polymerfilms ändert, wenn Methan an die eingelagerten Cryptophan-A Moleküle andockt. Diese Änderung des Brechungsindex wird entweder mittels Surface Plasmon Resonance (SPR) (Chinowsky et al., 2003; Boulart et al, 2012b) oder mittels eines faseroptischen Refraktometers Boulart et al., 2012a; Aouba et al., 2012) detektiert.+Using the developed sensors for the study of the CH4 cycle in relevantoceanic environment (the GODESS station in the Baltic Sea, Task 4 and 5;IOW, GET); GODESS registers a number of parameters with high temporaland vertical resolution by conducting up to 200 vertical profiles over 3months deployment with a profiling platform hosting the sensor suite.+ Quantifying methane fluxes to the atmosphere (Task 6); Clearly, the current project, which aims at developing in-situ aqueous gas sensors, provides the technological tool to achieve the implementation of ocean observatories for CH4.The aim is to bring the fiber-optic methane sensor on the TRL (TechnologyReadiness Level) from their current Level 3 (Analytical and laboratorystudies to validate analytical predictions) - to the Levels 5 and 6 (Componentand/or basic sub-system technology validation in relevant sensing environments) and compare it to the SPR methane sensor, taken as the reference sensor (current TRL 5). This would lead to potential patent applications before further tests and commercialization. This will be achieved by the ensemble competences and contributions from the proposed consortium in this project.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Frankreich
• Partnerorganisation: Agence Nationale de la Recherche / The French National Research Agency
• Beteiligte Person: Dr. Valerie Chavagnac