05.03.2020

Schnelle elektronische Bestimmung der Nitratkonzentration in Bodenproben



Das Fraunhofer IISB in Erlangen erforscht im Projekt FutureIOT Herstellung und Einsatz kostengünstiger Ionensensoren. Mit den siebgedruckten Bauelementen lässt sich beispielsweise die Nitratkonzentration in Bodenproben messen und so der Düngemitteleinsatz in der Landwirtschaft steuern. Im Rahmen des Projekts werden die Sensoren weiter optimiert und mit Cloud-Anwendungen vernetzt. FutureIOT wird von der Bayerischen Forschungsstiftung (BFS) gefördert.

Die Nitratbelastung des Grundwassers in landwirtschaftlichen Gebieten wird intensiv diskutiert. Das Fraunhofer IISB in Erlangen stellt eine kostengünstige Methode bereit, mit der sich vor Ort und ohne umfangreiche Laborausstattung Bodenproben analysieren lassen. Die dafür eingesetzten Ionensensoren werden kostengünstig im Siebdruckverfahren hergestellt und lassen sich über eine Spannungsmessung elektronisch auslesen.

Die Messdaten dieser potentiometrischen Detektoren werden dann von Mikrocontroller-Einheiten direkt weiterverarbeitet und ausgewertet. Für Landwirte soll es dadurch einfacher werden, ihrer Dokumentationspflicht bezüglich der vorgeschriebenen Analysen nachzukommen und den Einsatz von Düngemitteln zu steuern.

Wie die Wissenschaftler des IISB nachweisen konnten, sind die kostengünstig gedruckten Nitratsensoren den etablierten Methoden ebenbürtig hinsichtlich der Messgenauigkeit. Zudem gestalten sich die Präparation der Bodenproben und die Messwertaufnahme einfacher.

Im Projekt "FutureIOT" der Bayerischen Forschungsstiftung (BFS) werden die Sensoren bis hin zur Anbindung an Cloud-Anwendungen weiterentwickelt. Die gedruckten Ionensensoren lassen sich auch im Fitnessbereich in funktionaler Kleidung einsetzen, beispielsweise zur Überwachung physiologischer Körperparameter anhand der Transpiration.

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Quelle: Fraunhofer-Institut für Integrierte Systeme und Bauelementetechnologie (IISB)