Разработка нового лазера для обнаружения утечек метана
Исследователи из Университета Аделаиды разрабатывают новую лазерную систему для мониторинга уровня метана — основного компонента природного газа — на обширных территориях. Это станет полезным инструментом для контроля выбросов парниковых газов.
Система способна обнаруживать утечки метана из магистральных подземных газопроводов и с газовых месторождений, включая объекты добычи метана из угольных пластов, а также измерять выбросы метана в животноводстве. Разработка ведется в Институте фотоники и передовых сенсоров университета, где уже проведено предварительное исследование.
«Мы надеемся точно измерять концентрации метана на расстоянии до 5 км», — говорит руководитель проекта, старший преподаватель Школы химии и физики доктор Дэвид Оттауэй. — Это позволит нам очень быстро картировать метан на площади до 25 квадратных километров. В настоящее время существующие технологии позволяют обнаруживать его только в одной точечной локации, когда газ проходит мимо датчика».
В системе используется лазерная технология дистанционного зондирования DIAL. Лазерные импульсы излучаются с чередующейся частотой, и одна из частот поглощается метаном. Концентрация метана измеряется путем наблюдения за разницей в количестве света, рассеянного обратно к детектору. Для охвата большой площади лазерная система будет сканировать по кругу.
Чтобы создать мощную и экономичную лазерную систему, исследователи разрабатывают источник на основе эрбий-ИАГ лазера. Его преимущество — в излучении света, невидимого для человека и неопасного для глаз, что критически важно для использования в полевых условиях, а не только в регулируемых лабораториях.
«Мы считаем, что являемся единственной группой, работающей над системой DIAL на основе эрбий-ИАГ лазера, и мы очень воодушевлены возможностями, которые эта система может предложить для снижения выбросов парниковых газов экономически эффективным способом», — отмечает доктор Оттауэй. — Метан чрезвычайно важен с точки зрения изменения климата. Он поглощает излучение и нагревает атмосферу в более чем 20 раз сильнее, чем углекислый газ. Эта технология имеет большой потенциал для помощи в сокращении выбросов метана из-за утечек в газопроводах или на объектах добычи газа из угольных пластов, а также может быть важна для долгосрочного мониторинга сельскохозяйственных выбросов».