1
00:00:00,000 --> 00:00:12,630
rC3 Vorspannmusik
2
00:00:12,630 --> 00:00:15,660
Herald: Die vor der Industrialisierung
waren die CO2 Werte in der Atmosphäre
3
00:00:15,660 --> 00:00:20,400
relativ stabil. Seitdem sind sie nur noch
gestiegen. Unser nächster Redner,
4
00:00:20,400 --> 00:00:25,170
Sebastian Pischel, erklärt uns unter
anderem verschiedene Möglichkeiten dieses
5
00:00:25,170 --> 00:00:33,000
farblose unsichtbare Gas zu messen. Bitte
heißen Euch Sebastian herzlich willkommen.
6
00:00:33,000 --> 00:00:43,140
Sebastian: Ja, hallo RC3. Mir hat leider
mein Betriebssystem meine Präsentation ein
7
00:00:43,140 --> 00:00:47,790
wenig beschädigt. Deswegen wird das ein
bisschen holpriger als geplant. Aber wir
8
00:00:47,790 --> 00:00:54,890
haben ja eine Remote Chaos Experience und
damit wird das auch dem Motto gerecht.
9
00:00:54,890 --> 00:01:05,040
Also dann fangen wir mal an. CO2 messen.
Etliche Vorträge haben ja sowohl das Thema
10
00:01:05,040 --> 00:01:13,830
CO2 im Kontext von Klimaerhitzung als auch
im Kontext der Coronakrise behandelt. Und
11
00:01:13,830 --> 00:01:19,230
ich möchte hier ein bisschen die
Hintergründe beleuchten und eine Brücke
12
00:01:19,230 --> 00:01:23,010
schlagen zwischen dem, was einen als Maker
interessiert, was wenn man mit der
13
00:01:23,010 --> 00:01:30,790
Hardware spielt und was tatsächlich als
Prinzip im Hintergrund abläuft. Dann sehen
14
00:01:30,790 --> 00:01:35,740
wir da ein ziemlich großes Gerät und ein
Piktogramm für ein in der Regel sehr
15
00:01:35,740 --> 00:01:43,100
kleines Gerät. Wir schauen jetzt in Kürze
an, was die miteinander gemeinsam haben.
16
00:01:43,100 --> 00:01:52,840
So, warum will man überhaupt CO2 messen?
Man möchte sich anschauen, wie sich unser
17
00:01:52,840 --> 00:01:57,100
Klima weiterentwickelt, man möchte z.B. in
Gewächshäusern für kontrollierte
18
00:01:57,100 --> 00:02:01,780
Wachstumsbedingungen sorgen. Wir haben das
Thema mit künstlicher Beatmung in
19
00:02:01,780 --> 00:02:06,850
medizinischen Notfällen. Da möchte man die
Vitalparameter messen, aber auch was
20
00:02:06,850 --> 00:02:13,120
tatsächlich in den Atemgasen vorgeht. Das
Messen von oder die Überwachung von
21
00:02:13,120 --> 00:02:18,040
Abgasen von industriellen Anlagen, von
Kraftwerken, ist relevant. Man möchte
22
00:02:18,040 --> 00:02:23,920
wissen, ob man eventuell in einem Bergbau
gefährliche CO2-Konzentrationen hat und
23
00:02:23,920 --> 00:02:28,900
z.B. auch bei der Bierbrauerei wird auch
CO2 frei. Und das, wenn sich das im Keller
24
00:02:28,900 --> 00:02:40,240
anreichert, kann das gefährlich werden. Wo
begegnet uns CO2 im Alltag? Wir kennen
25
00:02:40,240 --> 00:02:45,160
Sprudelwasser. Wir kennen das als
Verbrennungsprodukt von sämtlichen
26
00:02:45,160 --> 00:02:49,000
Verbrennungen. Wir kennen es als
Autoabgase, wir kennen es als
27
00:02:49,000 --> 00:02:54,760
Kraftwerkabgase. Das mit dem Kaffee ist
vielleicht ist für uns Nerds natürlich
28
00:02:54,760 --> 00:02:59,470
wichtig, die wenigsten trinken
wahrscheinlich koffeinfreien Kaffee. In
29
00:02:59,470 --> 00:03:04,570
der Tat wird CO2 in dem einen sogenannten
überkritischen Zustand, also unter sehr
30
00:03:04,570 --> 00:03:10,510
hohem Druck dazu verwendet, Koffein zu
extrahieren aus Kaffeebohnen. Darunter
31
00:03:10,510 --> 00:03:14,200
sehen, ist unten links äh unten rechts in
der Ecke ist Trockeneis. Das haben wir
32
00:03:14,200 --> 00:03:19,810
gerade mehrfach in den Medien gehabt, weil
das benötigt wird, um den aktuellen oder
33
00:03:19,810 --> 00:03:25,300
die aktuell entwickelten RNA-Impfstoffe zu
kühlen und zum Betreiben von
34
00:03:25,300 --> 00:03:38,890
Getränkezapfanlagen. Und tatsächlich in
Backpulver wird auch CO2 freigesetzt. Wo
35
00:03:38,890 --> 00:03:44,430
CO2 auch noch eine Rolle spielt, ist
tatsächlich massiv in unseren Ozeanen, der
36
00:03:44,430 --> 00:03:50,200
Großteil vom CO2 ist nämlich tatsächlich
nicht in der Atmosphäre, sondern im Ozean
37
00:03:50,200 --> 00:03:56,950
gebunden, in einem Gleichgewicht aus dem
gasförmigen CO2 und den verschiedenen
38
00:03:56,950 --> 00:04:00,310
Stufen der Kohlensäure bis hin zum Kalk,
aus denen zum Beispiel Muscheln ihre
39
00:04:00,310 --> 00:04:07,420
Schalen bauen. Und dass wir keine so hohen
CO2-Level in der Atmosphäre sehen, wie wir
40
00:04:07,420 --> 00:04:10,660
eigentlich sehen müssten, das liegt
maßgeblich daran, dass der Ozean eine
41
00:04:10,660 --> 00:04:18,730
Menge davon bindet und das wegpuffert. So,
jetzt muss ich in meinen Folien springen,
42
00:04:18,730 --> 00:04:28,630
fürchte ich. Gut. Als Mensch hat man
natürlich auch ein Interesse daran, nicht
43
00:04:28,630 --> 00:04:34,810
zu viel CO2 einzuatmen, weil man eben
tatsächlich auch medizinische Beschwerden
44
00:04:34,810 --> 00:04:50,910
bis Vergiftungserscheinungen erleiden
kann. Mikroaussetzer ...präge oder hat
45
00:04:50,910 --> 00:04:58,680
man im Endeffekt das gleiche Ergebnis, als
wenn man sich so ein CO2 Sprudelgerät, was
46
00:04:58,680 --> 00:05:03,600
man in der Küche zum Mineralwasser
produzieren nimmt und damit CO2
47
00:05:03,600 --> 00:05:07,980
absichtlich ins Wasser rein drückt. Das
was ähnliches passiert dann im Ozean auch
48
00:05:07,980 --> 00:05:14,580
und man hat im Prinzip Kohlensäure im
Ozean und damit wird dieses Gleichgewicht
49
00:05:14,580 --> 00:05:20,400
wieder umgekehrt und die Muschelschalen
aufgelöst. Das ist eins der größeren
50
00:05:20,400 --> 00:05:29,110
Probleme, die wir noch in Zukunft haben
werden. Jetzt der Brückenschlag zum Thema
51
00:05:29,110 --> 00:05:37,680
CO2-Ampel. Als Mensch atmet man Luft ein
und aus. Stickstoff, Sauerstoff, wissen
52
00:05:37,680 --> 00:05:44,730
wir. 78% Stickstoff, 21% Sauerstoff, ein
paar, ein bißchen Spuren CO2, so 0,5%
53
00:05:44,730 --> 00:05:55,380
aktuell. Und ausgeatmet wird eben ungefähr
17% Sauerstoff, 4% CO2 und je nachdem
54
00:05:55,380 --> 00:06:01,680
Wasserdampf. Und eben auch beim Husten,
Singen, wie wir gelernt haben dieses Jahr,
55
00:06:01,680 --> 00:06:06,780
auch sogenannte Aerosole. Das heißt
einfach feine Partikel, die in der Luft
56
00:06:06,780 --> 00:06:13,770
schweben können, meistens Tröpfchen. Und
die Idee ist das tatsächlich, sollte ein
57
00:06:13,770 --> 00:06:20,790
Mensch mit dem SARS-CoV-2 Virus infiziert
sein, während er oder sie tatsächlich CO2
58
00:06:20,790 --> 00:06:27,870
ausatmet, auch gleichzeitig das Virus
ausscheidet und man sozusagen das CO2 oder
59
00:06:27,870 --> 00:06:33,750
auch die hier noch genannten
flüchtigen organischen Verbindungen als
60
00:06:33,750 --> 00:06:41,610
Platzhalter nimmt dafür, weil man das
Virus nicht direkt nachweisen kann. So,
61
00:06:41,610 --> 00:06:50,700
dann kommen wir zurück zu dem
Eingangsbild. Dieses große Instrument ist
62
00:06:50,700 --> 00:06:57,030
das Mauna Loa Oberservatorium. Steht auf
einem Berg in Hawaii auf 4000 Meter Höhe
63
00:06:57,030 --> 00:07:03,180
und damit relativ weit vom Meeresspiegel
entfernt und von auch sämtlichen Wolken,
64
00:07:03,180 --> 00:07:10,590
die eben mit Wasserdampf die Messung
beeinträchtigen können. Der Mensch oben
65
00:07:10,590 --> 00:07:16,410
rechts in der Ecke ist Herr Charles
Keeling. Der hat dieses Observatorium 1953
66
00:07:16,410 --> 00:07:24,060
mitbegründet und über 50 Jahre lang
geleitet. Und diese Kurve ist auch bekannt
67
00:07:24,060 --> 00:07:30,540
als Keeling-Kurve, ihm zu Ehren und zeigt
die Entwicklung der CO2-Konzentration über
68
00:07:30,540 --> 00:07:37,830
die Jahre. Wir fangen hier an bei ungefähr
1960 und bis in die aktuelle Zeit. Und wir
69
00:07:37,830 --> 00:07:43,200
haben einen Anstieg um 100 ppm ungefähr.
Auch sehr schön in der Vergrößerung sieht
70
00:07:43,200 --> 00:07:50,160
man, dass es über den Jahr, über ein Jahr
schwankenden Zyklus gibt. Und das ist
71
00:07:50,160 --> 00:07:59,190
sozusagen die Entwicklung. Und der ein
oder andere hat vielleicht auf Social
72
00:07:59,190 --> 00:08:05,340
Media dieses Meme mitgekriegt: "Ich bin
geboren worden bei 384 ppm" oder sowas.
73
00:08:05,340 --> 00:08:13,440
Das ist sozusagen die Kurve, die diesen
ppm Wert in ein Jahr überführt. Jetzt
74
00:08:13,440 --> 00:08:18,030
sieht das irgendwie erstmal nicht so super
schlimm aus. Aber wenn wir jetzt auf der
75
00:08:18,030 --> 00:08:27,080
Zeitachse ein bisschen raus gehen, dann
landen wir, sehen wir, da ganz, ganz am
76
00:08:27,080 --> 00:08:31,550
rechten Rand ist so eine Linie, die quasi
senkrecht hochgeht. Das war gerade diese
77
00:08:31,550 --> 00:08:36,590
Keeling-Kurve und davor diese schwankende
Zick, diese hoch und runter schwankende
78
00:08:36,590 --> 00:08:43,850
Linie sind Messungen aus Eisbohrkernen und
der Verlauf der CO2-Konzentration in der
79
00:08:43,850 --> 00:08:49,730
Atmosphäre über die letzten, also hier
dargestellt, 800.000 Jahre. Das heißt, man
80
00:08:49,730 --> 00:08:55,550
sieht, bevor wir Menschen auf der Erde
gelebt haben, ging das immer in einem
81
00:08:55,550 --> 00:08:59,480
Bereich hoch und runter. Und dann
ausgerechnet auf der Spitze einer Warmzeit
82
00:08:59,480 --> 00:09:06,950
setzt die Industrialisierung ein und der
CO2 Wert schießt in die Höhe. Gemessen
83
00:09:06,950 --> 00:09:12,590
wird das eben nicht nur durch eben z.B.
das Observatorium am Boden, sondern auch
84
00:09:12,590 --> 00:09:17,300
unterstützt durch Satelliten, die eben
auch noch aus dem Weltraum durch die
85
00:09:17,300 --> 00:09:23,780
Atmosphäre durchschauen. So, jetzt ist die
Frage wie funktioniert das eigentlich? Man
86
00:09:23,780 --> 00:09:33,410
sieht schon, die Sonne hatte einen
zentralen Dreh- und Angelpunkt. Kommen wir
87
00:09:33,410 --> 00:09:39,120
zum Thema kurz Spektroskopie. Die
klassische Variante ist die obere Hälfte.
88
00:09:39,120 --> 00:09:45,420
Man hat eine Lichtquelle, schickt die
durch ein Prisma durch und beobachtet mit
89
00:09:45,420 --> 00:09:51,540
einem Objektiv. Was dann, was diese
Lichtquelle tatsächlich für
90
00:09:51,540 --> 00:09:56,550
Spektralkkomponenten hat. Und indem man
dieses Pris... dieses Objektiv über den
91
00:09:56,550 --> 00:10:01,170
Regenbogen, der da aus dem Prisma
rauskommt, verschiebt, kann man dann eben
92
00:10:01,170 --> 00:10:06,030
die verschiedenen Spektralfarben sich
ansehen. Unten ist dann die ganze Variante
93
00:10:06,030 --> 00:10:14,070
doch eher computerisiert. Und dann hat man
eben auf der linken Seite eine, ja
94
00:10:14,070 --> 00:10:19,560
meistens eine tatsächlich Halogen Wolfram
Glühbirne, die durchstrahlt 'ne Probe,
95
00:10:19,560 --> 00:10:23,820
dann wird das durch einen schmalen Schlitz
geleitet, dass man eine scharfe Auflösung
96
00:10:23,820 --> 00:10:30,810
hat und über ein Beugungsgitter wird
das ganze in die spektrale Anteile Fall
97
00:10:30,810 --> 00:10:34,080
zerlegt und hier eben durch ein Dioden
Array also durch ein Photondioden-Array
98
00:10:34,080 --> 00:10:39,300
dann ausgelesen. Und dann bekommt man z.B.
so ein Spektrum wie dort dargestellt ist.
99
00:10:39,300 --> 00:10:49,020
Wenn man jetzt das mit der Sonne macht,
bekommt man ungefähr diesen Verlauf. Man
100
00:10:49,020 --> 00:10:53,760
kennt noch aus dem Physikunterricht in der
Schule, dass die Theorie, dass der
101
00:10:53,760 --> 00:11:00,150
Schwarzkörperstrahlung und das passt auch
ziemlich gut zu dem, was aus dem Sonnen
102
00:11:00,150 --> 00:11:06,840
Spektrum raus kommt, das ist tatsächlich
dieses orangefarbene Muster ist das
103
00:11:06,840 --> 00:11:15,000
Lichtspektrum außerhalb der Erdatmosphäre
gemessen. Wenn man das jetzt aber auf der
104
00:11:15,000 --> 00:11:21,630
Erde macht, stellt man fest. Hoppla, da
sind ja solche, da sind solche doch
105
00:11:21,630 --> 00:11:26,520
erheblichen Kerben in diesem Spektrum
drinne. Das sind tatsächlich Beiträge,
106
00:11:26,520 --> 00:11:32,400
Absorption-Beiträge von Teilen der
Atmosphäre. Also vieles davon ist
107
00:11:32,400 --> 00:11:38,430
Wasserdampf und das CO2 tatsächlich das,
was uns am Schluss wirklich interessiert.
108
00:11:38,430 --> 00:11:43,830
Das kommt noch ein Stückchen weiter nach
rechts im Infrarot. Also wir sehen halt
109
00:11:43,830 --> 00:11:49,920
den Regenbogen des sichtbaren Lichts
und daran anschließend dann eben das Nah-
110
00:11:49,920 --> 00:12:03,300
IR, Ferne-IR und mit immer geringeren
Amplituden. Jetzt unten ist diese
111
00:12:03,300 --> 00:12:08,700
Wellenlängen-Skala noch weiter verlängert.
Also wir sind jetzt bei 2 Mikrometer bis
112
00:12:08,700 --> 00:12:13,380
16 Mikrometer, das ist schon thermisches
IR, wie man sagt. Relativ fernes Ethan
113
00:12:13,380 --> 00:12:20,910
Infrarotstrahlung. So ganz am linken Rand
sind noch Wellenlängenbereiche, die man so
114
00:12:20,910 --> 00:12:27,120
kennt aus CD-Playern oder Glasfaser-
Netzwerkeitung irgendwie so um ein
115
00:12:27,120 --> 00:12:32,190
Mikrometer herum und dann immer
längerwellig werden dann eben die
116
00:12:32,190 --> 00:12:36,990
Absorption von den Gasen, die uns
interessieren. Oben ist eine Darstellung
117
00:12:36,990 --> 00:12:42,660
des CO2 Moleküls. Das ist ein lineares
gestrecktes Molekül. Also quasi wieso drei
118
00:12:42,660 --> 00:12:52,800
Perlen einer Perlenkette. Und die können,
wenn man sich das genau anguckt, können
119
00:12:52,800 --> 00:12:58,590
die auf verschiedene Art und Weisen zur
Schwingung angeregt werden. Ganz oben
120
00:12:58,590 --> 00:13:03,840
links so hellblau unterlegt ist eine
symmetrische Streckschwingung. Die ist
121
00:13:03,840 --> 00:13:11,670
tatsächlich nicht, man sagt IR-aktiv, also
sie die nimmt keine IR-Strahlung auf oder
122
00:13:11,670 --> 00:13:15,870
keine Licht-Anregung auf, sondern
ist im sogenannten Raman-Spektrum zu
123
00:13:15,870 --> 00:13:22,170
sehen. Das ist dann was für Molekül-
Schwingungs-Spektroskopie. Das ist uns
124
00:13:22,170 --> 00:13:26,410
jetzt gerade nicht so wichtig. Das
interessante ist, die oben rechts, die
125
00:13:26,410 --> 00:13:33,130
asymmetrische Schwingung und das ist der
scharfe Peak bei 4,5 Mikrometern ungefähr.
126
00:13:33,130 --> 00:13:38,200
Also der rote Peak links in der Mitte, so
halblinks in der Mitte relativ deutlich zu
127
00:13:38,200 --> 00:13:43,690
sehen CO2 und die unteren beiden
Schwingungen. Das ist quasi wenn man diese
128
00:13:43,690 --> 00:13:47,824
Perlenkette., dieses lineare Molekül, zu
so einem kleinen Boomerang verbiegt. Zu so
129
00:13:47,824 --> 00:13:53,530
einem kleinen Winkel. Diese Schwingungen
sind dann auf der rechten Seite als so ein
130
00:13:53,530 --> 00:14:00,370
breites Linien-Muster zu sehen. Das ist
tatsächlich so weit weg, dass es eher
131
00:14:00,370 --> 00:14:09,400
schwierig zu vermessen ist, während diese
4,5 Mikrometer noch halbwegs erreichbar
132
00:14:09,400 --> 00:14:19,090
sind. So, und jetzt geht's tatsächlich zu
den Sensoren. Und zwar möchte ich mich
133
00:14:19,090 --> 00:14:25,450
hier fokussieren auf die wohl am
weitesten verbreitetste Type die NDIR
134
00:14:25,450 --> 00:14:29,440
Familie Sensoren, das sind Nondispersive
infrared, Nichtdispersive
135
00:14:29,440 --> 00:14:36,640
Infrarotsensoren. Nichtdispersiv heißt an
der Stelle es ist kein lichtbeugendes
136
00:14:36,640 --> 00:14:42,850
Element involviert, das heißt, es wird
einfach komplett breitbandig, quasi weißes
137
00:14:42,850 --> 00:14:50,260
Licht, könnte man sagen, eingestrahlt auf
die Probe und eben nicht durch ein Prisma
138
00:14:50,260 --> 00:14:56,890
oder Gitter oder sowas nach Wellenlängen
sortiert. Die zweite Klasse sind
139
00:14:56,890 --> 00:15:05,440
Metalloxid... Upsa, ja super, auch mal
weiterschreiten sind Metalloxid basierte
140
00:15:05,440 --> 00:15:11,970
Sensoren. Das Schlüsselwort MEMS ist die
meisten, also M-E-M-S ist den meisten
141
00:15:11,970 --> 00:15:16,935
wahrscheinlich auch schon mal unter die
Augen gekommen. Mikro mechanisch... Wie
142
00:15:16,935 --> 00:15:24,630
war das? Micro Mechanical Engineered
Microsystems. Das heißt, sie sind mit
143
00:15:24,630 --> 00:15:31,590
Silizium-Herstellungstechnologie feine
Mikrostrukturen, mit denen dann ebenso
144
00:15:31,590 --> 00:15:35,490
was, zuerst wurden Beschleunigungssensoren
damit gebaut und die werden eben auch,
145
00:15:35,490 --> 00:15:41,580
diese Methoden werden jetzt auch verwendet
um z.B. solche CO2-Sensoren zu bauen. Und
146
00:15:41,580 --> 00:15:48,420
das 3. ist eine Photoakustische Methode.
Das ist im Prinzip, dass man diese
147
00:15:48,420 --> 00:15:54,990
Schwingungen, die ich gerade gezeigt habe,
durch einen kurzen Lichtblitz im
148
00:15:54,990 --> 00:16:01,890
CO2-Molekül aktiviert und das zu einer
leichten Erwärmung des Gases oder der Luft
149
00:16:01,890 --> 00:16:06,930
führt. Und das tatsächlich hörbar ist . Es
ist natürlich sehr, sehr leise, aber mit
150
00:16:06,930 --> 00:16:10,620
einem guten Verstärker und einem guten
Mikrofon ist das tatsächlich eine reale
151
00:16:10,620 --> 00:16:18,390
Möglichkeit, um die Konzentration von CO2
zu messen. Und da gilt quasi, je lauter,
152
00:16:18,390 --> 00:16:29,460
umso mehr CO2 ist in der Probe vorhanden.
So, dann könnte man denken. Infrarot ja,
153
00:16:29,460 --> 00:16:38,220
kennt man. Fernbedienung? Alles klar? Ja,
leider nicht. Hier jetzt rechts nochmal
154
00:16:38,220 --> 00:16:44,220
das Spektrum von vorhin. Diese Infrarot-
Leuchtdioden, die wir von
155
00:16:44,220 --> 00:16:48,780
üblichen Fernbedienungen kennen, sind
leider wirklich gerade nur so am Rand des
156
00:16:48,780 --> 00:16:54,090
roten Spektrums. Gerade so nicht mehr
sichtbar, aber leider bei weitem noch
157
00:16:54,090 --> 00:17:01,410
nicht langwellig genug, als dass die für
unsere Messungen nützlich wären. So, dann
158
00:17:01,410 --> 00:17:06,630
ist hier so z.B. ein Teil der kaputten
Präsentation, da sollten eigentlich noch
159
00:17:06,630 --> 00:17:14,430
ein paar mehr Sensoren da sein.
Dieses Goldene ist quasi eine
160
00:17:14,430 --> 00:17:19,800
metallisierte Probenkammer und darunter
versteckt sind dann eben die Lichtquelle
161
00:17:19,800 --> 00:17:29,430
und der Lichtsensor. Die meisten Sensoren
sind so ähnlich aufgebaut. Und hier habe
162
00:17:29,430 --> 00:17:34,830
ich tatsächlich mal von jemandem
gefunden, der hat so einen Sensor
163
00:17:34,830 --> 00:17:45,510
auseinandergebaut. Und da sieht man
tatsächlich ganz rechts
164
00:17:45,510 --> 00:17:49,350
dieser kleine weiße Kreis,
das ist tatsächlich eine winzig kleine
165
00:17:49,350 --> 00:17:58,230
Glühbirne und ein bisschen links daneben
ist dann der Infrarot Sensor und das Licht
166
00:17:58,230 --> 00:18:04,140
wird eben durch dieses, in diesem goldenen
Gehäuse einmal im Zickzack
167
00:18:04,140 --> 00:18:10,290
geschickt. Und das weiße Fenster, was man
links oben sieht, oder in dem Bild
168
00:18:10,290 --> 00:18:14,730
links oben sieht, das ist ein
gasdurchlässiges Vlies, sodass die
169
00:18:14,730 --> 00:18:20,940
Umgebungsluft im Austausch steht, mit der
Luft in diesem Sensor innen drin und
170
00:18:20,940 --> 00:18:32,310
dementsprechend mit der Zeit sich anpasst.
So. Die zweite Sache ist, dass hier ist
171
00:18:32,310 --> 00:18:38,910
das Card10-Badge bzw. das noch ein Foto
vom Prototypen. Da möchte ich bloß zeigen,
172
00:18:38,910 --> 00:18:51,240
der Sensor ist da links unten in diesem
grünen Quadrat. Und. Ich fürchte - ja. Die
173
00:18:51,240 --> 00:18:56,520
ganze Sektion mit den Metall Oxid Sensoren
hat sich verabschiedet, das ist schade.
174
00:18:56,520 --> 00:19:08,970
Gut, dann kurz frei. Im Prinzip ist so
ein Metalloxid-Sensor eine dünne, also
175
00:19:08,970 --> 00:19:13,410
wie der Name schon sagt, Metalloxid, ein
Metall-Oxidischer Halbleiter, der in
176
00:19:13,410 --> 00:19:17,880
einer dünnen Schicht auf ein
Siliziumwafer aufgebracht ist. Und auf der
177
00:19:17,880 --> 00:19:22,290
Oberfläche kann sich dann eben
verschiedene Bestandteile der Luft
178
00:19:22,290 --> 00:19:28,470
ablagern und damit reagieren, wenn man
etwas hat, wie Kohlenmonoxid zum Beispiel.
179
00:19:28,470 --> 00:19:32,940
Das ist tatsächlich ein leicht
reduzierendes Gas, dann wird von dieser
180
00:19:32,940 --> 00:19:38,850
aus dieser, aus dem Sauerstoffanteil, aus
dieser Metalloxidschicht wird ein
181
00:19:38,850 --> 00:19:45,330
bisschen was abgezogen, um das
Kohlenmonoxid zu oxidieren. Und verändert
182
00:19:45,330 --> 00:19:51,900
die Leitfähigkeit von diesem Halbleiter.
Wenn man sowas hat wie Stickoxid z.B. -
183
00:19:51,900 --> 00:19:59,520
kennt man aus Autoabgasen. Das wiederum
könnte zum Beispiel diese
184
00:19:59,520 --> 00:20:04,470
Halbleiterschicht ein wenig oxidieren und
damit ebenfalls die Leitfähigkeit
185
00:20:04,470 --> 00:20:11,460
verändern. Und was hier eben in diesem, in
diesem grünen Quadrat links unten, das ist
186
00:20:11,460 --> 00:20:16,680
dieses kleine silbrige, dieses kleine
silbrige Kästchen, also ungefähr zwei Mal
187
00:20:16,680 --> 00:20:21,870
drei Millimeter groß, da ist sowohl dieser
Sensor drin als eben auch ein kleiner
188
00:20:21,870 --> 00:20:28,080
Mikrocontroller, der die Auswertung und
Ansteuerung macht und eine, ein kleines
189
00:20:28,080 --> 00:20:33,780
Heizelement, was dazu notwendig ist, wenn
diese Oberfläche mit Reaktionsprodukten
190
00:20:33,780 --> 00:20:40,800
beschichtet ist. Also wenn sich aus der
Luft Bestandteile darauf abgelagert haben,
191
00:20:40,800 --> 00:20:44,520
kleben geblieben sind quasi, dann müssen
die da ja wieder runter. Ansonsten hat
192
00:20:44,520 --> 00:20:53,820
sich die Leitfähigkeit dieses Sensors
sozusagen an die Situation angepasst. Und
193
00:20:53,820 --> 00:20:59,850
man möchte ja auch kurzfristig wieder
neues Ergebnis messen können. Das heißt,
194
00:20:59,850 --> 00:21:06,010
dann schaltet man kurz diese Heizung an,
um diese Reaktionsprodukte runterzukriegen
195
00:21:06,010 --> 00:21:09,840
und lässt das Ganze wieder abkühlen und
kann dann ein bisschen später wieder eine
196
00:21:09,840 --> 00:21:26,130
neue Messung machen. So. Und die Foto-
akustik ist komplett verloren gegangen.
197
00:21:26,130 --> 00:21:34,140
Das ist sehr, sehr schade. Das ist
tatsächlich noch nicht so richtig
198
00:21:34,140 --> 00:21:39,810
marktreifes relativ oder zumindestens
relativ kurz vor Markteinführung
199
00:21:39,810 --> 00:21:45,390
befindliches Mess-Prinzip. Diese Sensoren
sind ungefähr so groß wie ein
200
00:21:45,390 --> 00:21:50,400
Zuckerwürfel. Das sind auch kleine
integrierte, kleine integrierte Platinen.
201
00:21:50,400 --> 00:21:55,020
Kann man sich so ein bisschen so ähnlich
denken wie so ein ESP-Modul. Also so eine
202
00:21:55,020 --> 00:22:00,480
kleine Metallkappe, die eben den Sensor
und die Elektronik verbirgt und montiert
203
00:22:00,480 --> 00:22:07,500
auf einer kleinen Platine. Und davon hab
ich tatsächlich an zwei Firmen mal
204
00:22:07,500 --> 00:22:13,560
gefragt, ob, wie deren Stand ist. Die sind
wohl schon im Prototyping-Stadium, aber
205
00:22:13,560 --> 00:22:22,140
die Sensoren sind noch nicht auf dem
Markt. Ja, wie gesagt, vom Prinzip her
206
00:22:22,140 --> 00:22:28,860
ist das eben auch, dass man eine
Infrarotlicht-Quelle oder eben einen, man
207
00:22:28,860 --> 00:22:37,110
ist, man kann im Prinzip im Labor auch so
einen Foto-Blitz benutzen. Und schießt dann
208
00:22:37,110 --> 00:22:46,710
ein Lichtblitz eben auf ein Gasvolumen,
das man testen will. Und hat
209
00:22:46,710 --> 00:22:52,590
tatsächlich wirklich einfach ein sehr
empfindliches Mikrofon und Messverstärker,
210
00:22:52,590 --> 00:23:02,730
der dann eben das daraus resultierende
Signal auffängt. So, das heißt, damit ist
211
00:23:02,730 --> 00:23:11,280
das Ganze schon etwas kurzfristig und
etwas holprig geworden. Was ich
212
00:23:11,280 --> 00:23:18,660
tatsächlich auch in Planung hatte,
aber auch nicht kurzfristig umsetzen
213
00:23:18,660 --> 00:23:24,090
konnte, wäre tatsächlich diese
verschiedenen Sensoren in einer
214
00:23:24,090 --> 00:23:36,210
gemeinsamen Proben-Kammer aufzubauen.
Und z.B. aus einer CO2-Patrone
215
00:23:36,210 --> 00:23:41,310
einfach mal ein bisschen CO2 draufströmen
lassen und vergleichen, welcher Sensor
216
00:23:41,310 --> 00:23:49,920
misst was. Mal mit dem Feuerzeug ein
bisschen Verbrennungsgase produzieren. Mal
217
00:23:49,920 --> 00:23:54,330
gucken, welcher Sensor misst was. Aber es
stellt sich raus. Ja, in einer globalen
218
00:23:54,330 --> 00:24:00,480
Pandemie, wo sowieso Lieferschwierigkeiten
in allen Richtungen sind und alle Welt
219
00:24:00,480 --> 00:24:04,500
daran interessiert ist, CO2-Ampeln zu
bauen, ist es nicht so einfach kurzfristig
220
00:24:04,500 --> 00:24:09,000
CO2 Sensoren zu kriegen und erst recht
nicht viele verschiedene. Von daher wird
221
00:24:09,000 --> 00:24:13,650
das wahrscheinlich dann ein nochmal
weiteres Projekt und vielleicht auch noch
222
00:24:13,650 --> 00:24:18,870
einen weiteren Talk geben. Und dann würde
ich sagen gehen wir noch zu Fragen und
223
00:24:18,870 --> 00:24:26,490
Antworten über. Ich denke, wir sollten.
Ja, auch noch gut die 10 Minuten haben
224
00:24:26,490 --> 00:24:28,837
jetzt in diesem Slot.
225
00:24:28,837 --> 00:24:36,320
Herald: Ja, haben wir. Erstmal, trotz der
technischen Schwierigkeiten. Danke
226
00:24:36,320 --> 00:24:42,800
Sebastian, für's großartige Vortrag. Wir
haben ja Fragen von dem Internetz. Ich
227
00:24:42,800 --> 00:24:48,320
fange mal an mit einer der einfachste.
Wird es die Folien zum Download geben?
228
00:24:51,350 --> 00:24:57,260
Sebastian: kein Ton ...habe Ja. Ich hab
tatsächlich einiges an Bildmaterial
229
00:24:57,260 --> 00:25:03,680
zusammengetragen und Links und auch
relevante Datenblätter und sowas. Und das
230
00:25:03,680 --> 00:25:07,490
ist jetzt doch ziemlich ärgerlich, dass
das alles flöten gegangen ist, jedenfalls
231
00:25:07,490 --> 00:25:13,190
zumindestens in der Zusammenstellung. Aber
ich schätze mal, im Januar wird auch nicht
232
00:25:13,190 --> 00:25:17,422
viel zu tun sein.
Herald: Kannst du uns vielleicht ein
233
00:25:17,422 --> 00:25:23,144
bisschen erklären über die Sensoren
kalibrieren z.B. Wie oft müssen die
234
00:25:23,144 --> 00:25:26,851
kalibriert werden und wie kalibriert man
die Sensoren?
235
00:25:26,851 --> 00:25:33,571
Sebastian: Das ist eine sehr gute Frage.
Diese NDIR Sensoren, also diese Infrarot
236
00:25:33,571 --> 00:25:40,739
Licht-Absorptions-Sensoren sind im Prinzip
ein absolutes Messverfahren. Das heißt man
237
00:25:40,739 --> 00:25:45,830
kennt sämtliche physikalischen und
chemischen Größen der beteiligten Gase.
238
00:25:45,830 --> 00:25:50,526
Und dann kommts eigentlich nur noch auf
die Geometrie der Messkammer an und
239
00:25:50,526 --> 00:25:55,473
blöderweise halt auch auf Alterung von der
Lichtquelle und von dem Sensor. Also man
240
00:25:55,473 --> 00:25:59,404
weiß ja, Halbleiter degradieren mit der
Zeit und auch eine Glühbirne geht
241
00:25:59,404 --> 00:26:03,388
irgendwann kaputt. Das heißt, wenn man
das, dann muß man hauptsächlich diese
242
00:26:03,388 --> 00:26:08,660
Teile weg kalibrieren. Aber die Physik
dahinter sozusagen ändert sich nicht. Bei
243
00:26:08,660 --> 00:26:17,960
diesen Metalloxid-Sensoren ist die Sache,
das ist quasi ständig im Wandel und
244
00:26:17,960 --> 00:26:24,697
dahinter hängt also bei dem auf dem was
ich gezeigt habe auf dem Card10-Badge z.B.
245
00:26:24,697 --> 00:26:30,836
da dieser Mikrocontroller der hat auch
noch einen Kalibrierungsalgorithmus mit
246
00:26:30,836 --> 00:26:36,781
eingebaut und der funktioniert tatsächlich
so, dass es in dem
247
00:26:36,781 --> 00:26:42,386
Datenblatt heißt, man soll dieses, diesen
Sensor erst mal 24 Stunden laufen
248
00:26:42,386 --> 00:26:48,235
lassen und der nimmt automatisch an, dass
er eben an Frischluft mit ungefähr 400 ppm
249
00:26:48,235 --> 00:26:54,158
CO2 ausgesetzt ist und pendelt sich darauf
ein und macht im Hintergrund so ein
250
00:26:54,158 --> 00:27:04,054
bisschen automagisch diese Kalibrierung.
Aber natürlich eben auch nicht mich rein
251
00:27:04,054 --> 00:27:12,599
auf das CO2, weil wie angesprochen bzw.
das hab ich tatsächlich so explizit gar
252
00:27:12,599 --> 00:27:17,994
nicht gesagt. Diese Metalloxid-Sensoren
sind für CO2 quasi blind. Die können eben
253
00:27:17,994 --> 00:27:25,237
Kohlenmonoxid messen. Oder die können
organische Substanzen, die man eben wenn,
254
00:27:25,237 --> 00:27:32,022
was man als Mensch ausatmet, können die
messen. Und sie nehmen sozusagen da
255
00:27:32,022 --> 00:27:39,838
nochmal ein anderes, einen anderen Umweg
um eben die, um CO2 zu messen und darauf
256
00:27:39,838 --> 00:27:44,188
dann eben dann nochmal diese
Zusatzannahme mit der Virus-
257
00:27:44,188 --> 00:27:50,320
Ausscheidung zu machen. Also da sind halt
auch ne Menge. Eine Menge pi mal Daumen
258
00:27:50,320 --> 00:27:55,696
Annahmen im Hintergrund. Von daher muss
man da schon auch immer gucken, was misst
259
00:27:55,696 --> 00:27:59,318
man da eigentlich und welche
Messgenauigkeiten sind eigentlich
260
00:27:59,318 --> 00:28:02,679
angegeben? Aber ja, Kalibrierung macht es
nicht einfacher.
261
00:28:02,679 --> 00:28:09,504
Herald: Danke. Haltest du es für eine
wertvolle Strategie CO2-Sensoren bis 2021
262
00:28:09,504 --> 00:28:17,110
in möglichst viel Hände zu bekommen, d. h.
Arztpraxen, Klassenzimmer, Geschäfte usw.,
263
00:28:17,110 --> 00:28:22,090
um die Übertragung von SARS Covid19 in der
Luft zu verringern?
264
00:28:22,090 --> 00:28:27,641
Sebastian: Naja, die Sensoren können
die Konzentration nicht verringern.
265
00:28:27,641 --> 00:28:32,471
Und ich fürchte, dass es eher eine
politische und gesellschaftliche Frage als
266
00:28:32,471 --> 00:28:36,157
tatsächlich eine technologische. Ich hab
mir darüber jetzt im Verlauf des Herbst
267
00:28:36,157 --> 00:28:41,744
auch viel Gedanken gemacht und auch hier
im Chaos-Umfeld mit einigen Leuten drüber
268
00:28:41,744 --> 00:28:46,128
philosophiert, was man machen kann. Aber
am Schluss kommt es tatsächlich darauf an,
269
00:28:46,128 --> 00:28:52,831
ob es angewendet wird und Kostenfrage und
gewartet werden wird. Ich habe teilweise
270
00:28:52,831 --> 00:28:57,940
sogar gehört, dass ambitionierte Lehrer
solche CO2 Ampeln in ihrer Schule
271
00:28:57,940 --> 00:29:02,575
aufgehängt haben und der Rektor war nicht
so begeistert davon und wollte, dass das
272
00:29:02,575 --> 00:29:08,680
besser nicht passiert. Und dann muss
eben die Infrastruktur dahinter muss auch
273
00:29:08,680 --> 00:29:13,601
noch instand gehalten werden und Defekte
ausgebessert werden und die Daten müssen
274
00:29:13,601 --> 00:29:17,160
ausgewertet werden und sowas. Und das ist
eine Menge Arbeit und ich weiß nicht, ob
275
00:29:17,160 --> 00:29:26,565
das tatsächlich gesellschaftlich gewünscht
genug ist. Also ich bin nicht sicher,
276
00:29:26,565 --> 00:29:30,498
aber ich fürchte, es wird keinen großen
Ausschlag machen, jedenfalls nicht für die
277
00:29:30,498 --> 00:29:36,050
breite Gesellschaft.
Herald: Welche von den verschiedenen
278
00:29:36,050 --> 00:29:41,467
Sensoren lassen sich am einfachsten an
z.B. an einen Arduino anschließen?
279
00:29:41,467 --> 00:29:46,715
Sebastian: Das ist tatsächlich bei allen
ziemlich einfach. Also das Internet ist
280
00:29:46,715 --> 00:29:52,160
voll mit Howtos, wie man diese, wie man
diese Sensoren ansteuert. Die meisten
281
00:29:52,160 --> 00:29:57,132
haben entweder eine typische serielle
Schnittstelle oder einen I2C-Bus und
282
00:29:57,132 --> 00:30:01,748
lassen sich eben über diese eigentlich
sehr gängigen digitalen Schnittstellen
283
00:30:01,748 --> 00:30:09,768
auslesen. Es gibt auch wenn man
tatsächlich so einen Sensorsystem
284
00:30:09,768 --> 00:30:14,173
selber bauen will, kann man
tatsächlich auch mit den noch so weit
285
00:30:14,173 --> 00:30:17,894
runter gehen, dass man sich die analogen
Sensoren, also quasi wirklich den nackten
286
00:30:17,894 --> 00:30:23,702
Fotosensor oder den nackten Metalloxid-
Sensor nimmt und die Analogwerte
287
00:30:23,702 --> 00:30:29,798
ausmisst. Aber ich glaube nicht, dass sich
dieser Aufwand wirklich lohnt. Also von
288
00:30:29,798 --> 00:30:36,166
daher, wenn man tatsächlich so ein
System bauen will. Das umzusetzen ist
289
00:30:36,166 --> 00:30:41,652
relativ einfach, wenn man sich ein
bisschen mit Arduino auskennt.
290
00:30:41,652 --> 00:30:47,924
Herald: Danke! Wir haben noch einiges
Zeit. Wenn euch Fragen und Antworten
291
00:30:47,924 --> 00:30:54,080
wollen, könnt ihr uns Fragen stellen.
Entweder über IRC. Das ist unten verlinkt
292
00:30:54,080 --> 00:31:01,507
oder über Twitter und die Fediverse unter
der Verwendung des Hashtag rc3one also
293
00:31:01,507 --> 00:31:09,495
Richard Ceasar 3 Otto Nordpol Email. Wie
hoch kann der CO2-Gehalt in Innenräumen
294
00:31:09,495 --> 00:31:15,560
sein und bis wann ist es gefährlich oder
ab wann ist es gefährlich?
295
00:31:15,560 --> 00:31:36,367
Sebastian: Da könnte ich mal nochmal zu
dieser Folie zurückspringen. Moment. Wo
296
00:31:36,367 --> 00:31:52,019
ist der Mensch? Genau der. Also hier
sind so die Angaben, die ich gefunden
297
00:31:52,019 --> 00:31:59,509
habe, sind so wenige Prozent, also 1% sind
1000 ppm. Ppm heißt ja einfach nur parts
298
00:31:59,509 --> 00:32:07,670
per million, d.h. 1 000 parts per million.
Kürzt sich dann weg auf 1%. Quatsch!
299
00:32:07,670 --> 00:32:16,322
10.000 ppm, Unsinn. Also 1.000 ppm sind
ein Promille und Prozent sind nochmal eine
300
00:32:16,322 --> 00:32:21,618
Zehnerpotenz mehr so. Und also d. h. ein
Prozent, dieses grüne Quadrat sind dann
301
00:32:21,618 --> 00:32:28,404
eben 10 000 ppm. Das ist dann schon, weiß
ich nicht, das 25 fache der normalen
302
00:32:28,404 --> 00:32:35,370
Konzentration. Und da wird es dann langsam
gefährlich. Aber ich glaube so
303
00:32:35,370 --> 00:32:39,947
Konzentrationsstörungen und so
und so ein bisschen, dass man nicht mehr
304
00:32:39,947 --> 00:32:47,158
so komplett so schnell und konzentriert
arbeiten kann, fängt schon bei 1.000 ppm
305
00:32:47,158 --> 00:32:51,562
an. Und was ich so gehört habe in den
letzten Monaten erreicht man das in so
306
00:32:51,562 --> 00:32:55,100
einer typischen Schulklasse, wohl
innerhalb von ner Viertelstunde oder
307
00:32:55,100 --> 00:32:59,735
sowas. Und sicherlich auch in so dem
typischen Meeting oder Besprechungsraum
308
00:32:59,735 --> 00:33:04,378
irgendwie mit ein paar Leuten je nach
Luftvolumen. Das geht erstaunlich schnell.
309
00:33:04,378 --> 00:33:09,896
Ich hab's tatsächlich selber noch nicht
nachgemessen, das sind jetzt bloß Aussagen
310
00:33:09,896 --> 00:33:15,474
aus dritter Hand. Aber das geht wohl
relativ schnell. Das ist tatsächlich
311
00:33:15,474 --> 00:33:19,311
gefährlich wird, weiß ich nicht, das ist
eher eine Frage für nen Mediziner und
312
00:33:19,311 --> 00:33:23,821
hängt sicherlich noch so ein bisschen
vom individuellen Menschen an, aber ich
313
00:33:23,821 --> 00:33:28,199
glaube so im normalen Alltag wird das
nicht passieren, dass man ausversehen
314
00:33:28,199 --> 00:33:34,590
sozusagen in eine gefährliche
Konzentationsbereich kommt.
315
00:33:34,590 --> 00:33:38,765
Herald: Welches ist brauchbare Sensor für
CO2 Messungen?
316
00:33:38,765 --> 00:33:46,377
Sebastian: Ja, das wäre tatsächlich die
Frage, die ich eben mit diesem
317
00:33:46,377 --> 00:33:52,764
angesprochenen Vergleichsexperiment klären
würde. Ich bin tatsächlich nicht so
318
00:33:52,764 --> 00:33:59,520
überzeugt, ob alle von diesen Sensoren
auch halten, was sie versprechen. Aber da
319
00:33:59,520 --> 00:34:03,849
ich bisher tatsächlich es nicht geschafft
habe, welche halt auch in die Finger zu
320
00:34:03,849 --> 00:34:13,465
kriegen, kann ich das auch nicht
nachprüfen. Ich würde sagen, da sowieso
321
00:34:13,465 --> 00:34:19,947
die Annahme ist, dass also das war ja ganz
am Anfang diese Grundannahme, dass wenn
322
00:34:19,947 --> 00:34:26,310
ein Mensch infektiös ist und SarsCoV2
Viren ausscheidet, dass das irgendwie in
323
00:34:26,310 --> 00:34:32,769
Relation steht mit der Menge an CO2 oder
flüchtigen organischen Verbindungen,
324
00:34:32,769 --> 00:34:36,514
die der Mensch ausatmet,
dass wäre schon mal die erste Annahme.
325
00:34:36,514 --> 00:34:40,977
Weil es darauf kommen natürlich auch
viele, viele Menschen, die nicht infektiös
326
00:34:40,977 --> 00:34:46,535
sind, aber trotzdem CO2 und organische
Verbindungen ausatmen, d. h. das ist schon
327
00:34:46,535 --> 00:34:51,478
mal, wenn man auf dieser
Infektionsvorraussage möchte, ist das
328
00:34:51,478 --> 00:34:55,633
schon mal eine Sache, die man annehmen
muss und die nicht unbedingt zutreffen
329
00:34:55,633 --> 00:34:59,580
muss. Und wie gesagt, auch sind die
Genauigkeiten in den Datenblättern der
330
00:34:59,580 --> 00:35:03,435
verschiedenen Sensoren sind teilweise
angegeben mit irgendwie in der
331
00:35:03,435 --> 00:35:09,401
Größenordnung fast von 100 ppm oder sowas.
Also es sind manchmal schon eher grobe
332
00:35:09,401 --> 00:35:17,534
Richtlinien als tatsächlich präzise
Messwerte. Von daher das mit der CO2 Ampel
333
00:35:17,534 --> 00:35:21,552
triffts eigentlich ganz gut. Es ist
sozusagen so ein grobes Signal. So ist es
334
00:35:21,552 --> 00:35:26,437
rot gelb grün. Aber man kann jetzt nicht
z.B. die Farbe eines Regenbogens auflösen
335
00:35:26,437 --> 00:35:31,331
oder sowas. Dafür sind die nicht genau
genug. Und ich vermute mal für so Sensoren
336
00:35:31,331 --> 00:35:36,489
für 10, 20 Euro kann man das auch nicht
erwarten. Von daher weiß ich was soll ich
337
00:35:36,489 --> 00:35:44,249
sagen am Schluß. Der beste Sensor ist
wahrscheinlich den, den man bekommen kann.
338
00:35:44,249 --> 00:35:54,349
Herald: Also wo sollen dann CO2 Sensoren
am besten in Räumen befestigt werden?
339
00:35:54,349 --> 00:35:59,163
Sebastian: Das ist auch eine gute Frage,
weil auch da ist ja die Annahme, man
340
00:35:59,163 --> 00:36:06,296
misst... Oder das die
CO2-Konzentration im gesamten Raum
341
00:36:06,296 --> 00:36:13,077
gleichmäßig ist. CO2 ist schwerer als der
Rest der Raumluft, das heißt, es sammelt
342
00:36:13,077 --> 00:36:17,454
sich tendenziell eher Richtung Boden. Also
es wird ein Konzentrationsgefälle von
343
00:36:17,454 --> 00:36:21,991
geringstem an unter der Decke bis am
höchsten am Boden sein. Andererseits ist
344
00:36:21,991 --> 00:36:26,198
die Atemluft, die man ausatmet warm, dies
auch leichter als der Rest der Luft und
345
00:36:26,198 --> 00:36:29,445
steigt nach oben wie bei einem
Heißluftballon. Das Gegenteil mit der mit
346
00:36:29,445 --> 00:36:33,157
dem CO2 am Boden ist, vielleicht hat mal
jemand was von der Hundsgrotte gehört,
347
00:36:33,157 --> 00:36:36,815
dass es eine einer Höhle, wo sich
tatsächlich aus dem Gestein CO2 rauskommt
348
00:36:36,815 --> 00:36:41,465
und sich ein Teppich an CO2 auf dem Boden
ausbreitet, was schon dem einen oder
349
00:36:41,465 --> 00:36:46,377
anderen Hund zum Verhängnis gefallen
sein soll. Das heißt, diese beiden
350
00:36:46,377 --> 00:36:51,322
Effekte, dass das CO2 von sich aus auf den
Boden sinkt und die warme Luft aber nach
351
00:36:51,322 --> 00:36:56,561
oben steigt, arbeiten gegeneinander. Dann
hat man Raumluftverwirbelungen, dann hat
352
00:36:56,561 --> 00:37:00,952
man vielleicht noch, dann heißt es ja,
Fenster öffnen und lüften. Das sorgt auch
353
00:37:00,952 --> 00:37:07,813
für Verwirbelungen. Unterm Strich muss ich
sagen: Ich weiß es nicht. Es wäre sehr
354
00:37:07,813 --> 00:37:12,106
spannend, auch wieder. Dafür müsste man
erst wieder so viele Sensoren kriegen.
355
00:37:12,106 --> 00:37:16,754
Aber wenn man tatsächlich so ein müsste
man mal tatsächlich im Klassenzimmer sowas
356
00:37:16,754 --> 00:37:20,939
mit wahrscheinlich etlichen Dutzend
solcher Sensoren strategisch über
357
00:37:20,939 --> 00:37:28,082
den Raum verteilt vermessen und dann diese
Messwerte über die Zeit darstellen, dann
358
00:37:28,082 --> 00:37:34,480
hat man so ein hübsches Voxel-Diagramm
oder sowas. Das wäre sehr spannend, um
359
00:37:34,480 --> 00:37:42,706
diese Frage zu beantworten. Unterm Strich,
muss ich auch da sagen, kann ich nicht
360
00:37:42,706 --> 00:37:48,130
sicher sagen.
Herald: Und falls es einen Raum gibt, in
361
00:37:48,130 --> 00:37:53,923
dem kein mechanische Lüftung oder
eine Klimaanlage mit frischer Außenluft
362
00:37:53,923 --> 00:38:02,472
möglichs ist oder gibt. Wie kann er am
effektivsten belüftet werden?
363
00:38:02,472 --> 00:38:12,530
Sebastian: Tja. Durch die Tür? Also naja,
die Lüftung ohne Zugang zu Außenluft ist
364
00:38:12,530 --> 00:38:17,672
Sch... Es ist halt schwierig.
Herald: Gibt's z.B. U-Boot Anlagen oder
365
00:38:17,672 --> 00:38:22,467
sowas ähnliches?
Sebastian: Mit U-Booten kenne ich mich
366
00:38:22,467 --> 00:38:27,730
tatsächlich überhaupt nicht aus. Also ich
kann mir nur vorstellen, dass man
367
00:38:27,730 --> 00:38:34,728
irgendwie so ne faltbaren
Lüftungsschläuche oder sowas.
368
00:38:34,728 --> 00:38:40,706
Ich kenne das mit so einer
Drahtspirale, die mit mit Aluminium oder
369
00:38:40,706 --> 00:38:46,269
Aluminium-Folie oder Kunststoff-Folie
ummantelt ist, die man dann so ausziehen
370
00:38:46,269 --> 00:38:51,967
kann. Oder sowas wie die Seidenstraße-
Rohre oder sowas. Dass man die eben in den
371
00:38:51,967 --> 00:38:57,378
Raum reinlegt und dann irgendwo ans andere
Ende nimmt, quasi wirklich ein Staubsauger
372
00:38:57,378 --> 00:39:02,306
anschließt und dann einfach die Luft
durch dieses Rohr aus dem schlecht zu
373
00:39:02,306 --> 00:39:07,125
erreichenden Raum absaugt, raus pustet
oder rein pustet. Also da ist dann halt
374
00:39:07,125 --> 00:39:12,686
auch glaub ich wieder kreativer Hacker-
Herangehensweise gefragt, weil ja es
375
00:39:12,686 --> 00:39:19,820
baulich nicht vorgesehen ist, schwierig.
Aber durchaus sicherlich auch dann einen
376
00:39:19,820 --> 00:39:23,700
Anwendungsfall da, wo es Sinn
machen würde sich so eine CO2 Ampel hin zu
377
00:39:23,700 --> 00:39:29,010
hängen, damit man dann weiß okay, jetzt
ist die Luft wirklich so schlecht, dass
378
00:39:29,010 --> 00:39:36,240
man was machen muss.
Herald: Gibt's einen Effekt von Pflanzen
379
00:39:36,240 --> 00:39:45,120
im Innenraum?
Sebastian: Bestimmt. Ich habe mal
380
00:39:45,120 --> 00:39:50,100
irgendwie Projekte gesehen in der
Richtung, die das testen wollten, aber ich
381
00:39:50,100 --> 00:39:56,460
weiß nicht, ob das tatsächlich zahlenmäßig
ausgewertet wurde oder auszuwerten ist.
382
00:39:56,460 --> 00:40:02,190
Also im Sinne von, dass die Pflanzen
tatsächlich das CO2 in dem Raum sofort
383
00:40:02,190 --> 00:40:10,770
binden und wieder zu Sauerstoff umwandeln.
Naja, also es gibt auf jeden Fall
384
00:40:10,770 --> 00:40:17,100
Pflanzen, die machen das schneller und
effektiver, je nach Lichteinstrahlung, das
385
00:40:17,100 --> 00:40:21,960
ist halt auch nochmal eine Komponente. Und
dann müsste man sich wahrscheinlich so
386
00:40:21,960 --> 00:40:30,870
richtig ordentlichen Dschungel in einen
Raum packen. Ja, also auch gute Frage. Ich
387
00:40:30,870 --> 00:40:35,790
würde sagen, find's raus. Das ist leider
ziemlich häufig die Frage, oder die Antwort
388
00:40:35,790 --> 00:40:39,870
wenn man nichts genaues sagen kann.
Irgendjemand muss den ersten Schritt
389
00:40:39,870 --> 00:40:49,172
machen.
Herald: Vielleicht eine feste Frage.
390
00:40:49,172 --> 00:40:53,010
Kannst du uns ein bisschen mehr erklären?
Wie stellt man sicher, dass die
391
00:40:53,010 --> 00:41:02,070
Card10-Badge sich richtig kalibriert ist?
Sebastian: Dazu kann ich noch nicht
392
00:41:02,070 --> 00:41:06,870
wirklich was sagen. Ich hab halt ein
bisschen mitbekommen, dass jetzt in den
393
00:41:06,870 --> 00:41:12,000
letzten Monaten tatsächlich so langsam die
Firmware auf einem Stand ist, dass dieser
394
00:41:12,000 --> 00:41:21,090
BME 680, dieser Umweltsensor vollständig
ausgelesen werden kann. Da lohnt sichs auf
395
00:41:21,090 --> 00:41:28,980
die Seite vom Card10-Badge
card10.events.ccc.de mal zu gehen und
396
00:41:28,980 --> 00:41:33,390
gegebenenfalls auch mal mit dem Team in
Kontakt zu treten oder wenn man Lust hat
397
00:41:33,390 --> 00:41:40,770
auch gerne mitzuentwickeln. Das sind halt
als auch Programmieraufgaben die noch
398
00:41:40,770 --> 00:41:43,410
umgesetzt werden müssen. Da gibt's
irgendwo ein riesig dickes Datenblatt
399
00:41:43,410 --> 00:41:50,820
wo drinne steht, wie man dem Chip sagen
muss was er tun soll. Und dann macht er
400
00:41:50,820 --> 00:41:59,520
das. Und ich glaube, der Stand der
Firmware ist, dass man sozusagen schon die
401
00:41:59,520 --> 00:42:07,740
ersten Messwerte auslesen kann. Und da
würde ich empfehlen, sich an Schneider zu
402
00:42:07,740 --> 00:42:13,470
wenden. Der einer, der der Team Leads ist,
der die Card10 Badge tatsächlich umgesetzt
403
00:42:13,470 --> 00:42:20,010
hat. Der ist unter anderem gerade jetzt in
den letzten Wochen noch damit beschäftigt
404
00:42:20,010 --> 00:42:26,550
gewesen, genau sich damit zu beschäftigen.
Herald: Da das jetzt verschiedene Typen
405
00:42:26,550 --> 00:42:31,860
von Sensoren und die reagieren ja auch auf
verschiedene andere Gase mit anderen
406
00:42:31,860 --> 00:42:38,880
Kurven, gibt es ein bestehendes Konzept
für Sensor Fusion, um das Genauigkeit zu
407
00:42:38,880 --> 00:42:49,350
steigern durch mehr verschiedene Sensoren?
Sebastian: Ich bin nicht sicher, ob ich
408
00:42:49,350 --> 00:42:53,760
die Frage verstanden habe.
Herald: So, weil die verschiedene Sensoren
409
00:42:53,760 --> 00:42:59,940
haben andere Kurven für den verschiedenen
Gase, gibt es schon eine Konzept, mehrere
410
00:42:59,940 --> 00:43:05,780
verschiedene Sensoren gleichzeitig zu
nutzen um die Genauigkeit der Messung
411
00:43:05,780 --> 00:43:11,100
hoch zu steigern?
Sebastian: Das man quasi so einen
412
00:43:11,100 --> 00:43:15,240
Metalloxid mit so einem NDIR Sensor
verpaart und dann die beieinander
413
00:43:15,240 --> 00:43:17,929
vergleicht das.
Herald: Ja, ja.
414
00:43:17,929 --> 00:43:27,150
Sebastian: Durchaus möglich. Ich hab
bei der Recherche bei einem Hersteller
415
00:43:27,150 --> 00:43:32,460
gesehen, dass die genau das gemacht haben,
dass sie ihren Metalloxid-Sensor eben
416
00:43:32,460 --> 00:43:38,530
gegengeprüft haben, gegen einen auch
hochwertigen NDIR Sensor und
417
00:43:38,530 --> 00:43:45,460
festgestellt haben, dass ihr Messwert...
Das wird meistens angegeben als eCO2,
418
00:43:45,460 --> 00:43:51,640
also equivalent CO2 oder estimated CO2
eins von beiden. Dass sich dieser Wert
419
00:43:51,640 --> 00:43:58,420
schon ziemlich gut mit dem von dem echten
CO2 Sensor gemessenen Wert, das die beiden
420
00:43:58,420 --> 00:44:02,530
sehr gut übereinstimmen. Die Voraussetzung
ist natürlich immer oder die Annahme ist
421
00:44:02,530 --> 00:44:07,990
immer, dass tatsächlich auch Menschen für
den CO2-Anstieg verantwortlich sind im
422
00:44:07,990 --> 00:44:11,380
Raum, weil die dann eben auch diese
flüchtigen organischen Verbindungen
423
00:44:11,380 --> 00:44:18,670
ausatmen. Das wäre z.B. eine Sache, die
ich gerne im Experiment selber ausprobiert
424
00:44:18,670 --> 00:44:23,170
hätte von wegen was passiert, wenn man
eben diese beiden Sensor Typen nur CO2
425
00:44:23,170 --> 00:44:28,300
aussetzt. Dann müsste eigentlich eben
dieser Metalloxid-Sensor quasi keine
426
00:44:28,300 --> 00:44:32,230
Veränderungen zeigen und nur der echte CO2
Sensor sollte eine Veränderung anzeigen.
427
00:44:32,230 --> 00:44:40,870
Während man z.B. wenn man jetzt nen Zug
Atemluft einfach in so eine Messkammer
428
00:44:40,870 --> 00:44:45,610
reinpustet, dann müssten eben beide
gleichmäßig den Ausschlag zeigen.
429
00:44:45,610 --> 00:44:57,175
Inwieweit man dafür so einen Sensor-Fusion-
Konzept hat, ausarbeiten kann? Es gibt
430
00:44:57,175 --> 00:45:00,514
sicherlich Ansätze, aber dass es da
irgendwie was offizielles oder sowas gäbe,
431
00:45:00,514 --> 00:45:06,070
davon weiß ich jetzt auch nichts.
Herald: Ok. Ihr könnt uns Fragen stellen.
432
00:45:06,070 --> 00:45:11,980
Wir haben ein paar Minuten mehr. Entweder
über IRC, das unten verlinkt ist, oder
433
00:45:11,980 --> 00:45:18,850
über Twitter, Fediverse unter Verwendung
des Hashtags rc3one. Also Richard Ceasar 3
434
00:45:18,850 --> 00:45:27,970
Otto Nordpol Email. Ja, ist es, möglichst
großflächige CO2 durch Satelliten zu
435
00:45:27,970 --> 00:45:31,270
messen?
Sebastian: Jaja, das wird, das wird
436
00:45:31,270 --> 00:45:36,010
gemacht. Also es gibt. Ich hab nicht
nachgezählt, aber ich glaube schon zwei
437
00:45:36,010 --> 00:45:40,630
Dutzend mindestens Satelliten, die genau
das tun und halt auch unterschiedlichen
438
00:45:40,630 --> 00:45:47,880
Alters und mit unterschiedlichen
Messgeräten an Bord. Aber das wird
439
00:45:47,880 --> 00:45:52,710
gemacht, natürlich. Also es gibt. Es gibt
ja auch so richtig so Karten, die so
440
00:45:52,710 --> 00:45:57,030
Falschfarben die CO2-Konzentration je
nach Ort auf der Erde anzeigen und sowas.
441
00:45:57,030 --> 00:46:07,170
Das wird genau so gemacht.
Herald: Da das CO2 eine sehr wichtige Gas
442
00:46:07,170 --> 00:46:17,610
ist in Richtung Klimawandel. Weißt du
zufällig welche Prozesse verursacht die
443
00:46:17,610 --> 00:46:29,130
meisten CO2? Im Sinne von Abgas?
Sebastian: Nein, kann ich
444
00:46:29,130 --> 00:46:33,780
leider nicht sagen. Es ist auch ein riesen
Bereich. Ich war selber irgendwann mal
445
00:46:33,780 --> 00:46:42,900
ziemlich überrascht, dass da tatsächlich
die Fleischindustrie zum Beispiel einen
446
00:46:42,900 --> 00:46:48,360
signifikanten Anteil hat und auch deutlich
mehr als ich selber erwartet hätte. Ich
447
00:46:48,360 --> 00:46:56,010
weiß die Zahl tatsächlich nicht mehr
auswendig. Aber das ist so. So vegane oder
448
00:46:56,010 --> 00:47:00,600
vegetarische Ernährungsweise wäre
tatsächlich wie's aussieht einen doch
449
00:47:00,600 --> 00:47:05,730
nicht zu vernachlässigender Teil, um so
die Gesamt-CO2-Entwicklung zu reduzieren.
450
00:47:05,730 --> 00:47:10,350
Davon abgesehen haben wir natürlich auch
noch andere Klimagase, wie zum Beispiel
451
00:47:10,350 --> 00:47:14,940
Methan, was eben auch Kühe noch in
nennenswerter Weise ausscheiden und auch
452
00:47:14,940 --> 00:47:21,330
Klimagas ist. Methan kann man tatsächlich
mit ähnlichen Methoden wie eben diese
453
00:47:21,330 --> 00:47:26,370
optischen CO2-Sensoren messen. Bloß eben
mit anderen Lichtwellenlängen. Deshalb das
454
00:47:26,370 --> 00:47:32,430
hab ich jetzt hier natürlich nicht im
Detail angesprochen, aber im Prinzip geht
455
00:47:32,430 --> 00:47:38,430
das auch und wird auch gemacht. Von daher
ist halt auch nochmal die Frage geht es um
456
00:47:38,430 --> 00:47:44,470
Klimaerwärmung insgesamt? Da muss man
natürlich sämtliche Klimarel...oder
457
00:47:44,470 --> 00:47:48,400
sämtliche klimarelevanten Gase in
Betracht ziehen und die sind auch nicht
458
00:47:48,400 --> 00:47:55,870
alle gleichmäßig schlimm sozusagen. Das
Stichwort dazu sind ich glaube
459
00:47:55,870 --> 00:48:00,850
CO2-Äquivalente werden die auch
tatsächlich genannt. Sozusagen wie viel
460
00:48:00,850 --> 00:48:12,550
Tonnen von Gas x haben eine Auswirkung wie
y Tonnen CO2 in der Atmosphäre. Und das
461
00:48:12,550 --> 00:48:20,050
ist eben für die Gase unterschiedlich.
Herald: Was ist eigentlich dein
462
00:48:20,050 --> 00:48:24,594
Hintergrund? Wie bist du an CO2-Messungen
gekommen?
463
00:48:24,594 --> 00:48:33,665
Sebastian: Tatsächlich war ich neugierig
im Spätsommer, als eben diese CO2-Ampel-
464
00:48:33,665 --> 00:48:42,798
Geschichte in den Medien Traktion gewonnen
hat. Und hab' dann angefangen zu gucken,
465
00:48:42,798 --> 00:48:46,000
was machen die eigentlich? Wie
funktionieren die Dinger eigentlich? Kann
466
00:48:46,000 --> 00:48:52,289
das funktionieren? Das ist ja eigentlich
irgendwie alles sehr komisch. Und mein
467
00:48:52,289 --> 00:48:57,839
Hintergrund ist ich bin Diplom-Chemiker,
hab' dementsprechend eben auch so
468
00:48:57,839 --> 00:49:04,439
analytische Chemie und den ganzen Kram
dahinter dann gelernt und was sozusagen
469
00:49:04,439 --> 00:49:11,550
auch die Hintergründe hinter diesen
Anregungen und Schwingungs-Spektroskopie
470
00:49:11,550 --> 00:49:17,842
hatte ich vorhin kurz eingeworfen, das
Wort, das gehört halt alles ins Studium
471
00:49:17,842 --> 00:49:22,510
mit rein. Aber es ist natürlich alles
viel zu viel zu tief für so'n Oberflächen-
472
00:49:22,510 --> 00:49:27,882
Vortrag. Aber das hat eben meine Neugierde
geweckt. Und um da nach zu bohren. Okay,
473
00:49:27,882 --> 00:49:33,999
was haben sich da tatsächlich die
Hersteller einfallen lassen, um eben diese
474
00:49:33,999 --> 00:49:39,430
Mess-Aufgaben zu lösen? Und die Sache ist
ja auch: Das muss man natürlich auch
475
00:49:39,430 --> 00:49:43,706
möglichst preisgünstig machen bei so
vielen CO2-Ampeln. Ich glaube, da kosten
476
00:49:43,706 --> 00:49:48,062
so die Sensoren, die also benutzt
werden, so höchstens, weiß nicht, niedrig
477
00:49:48,062 --> 00:49:52,560
zweistellig oder sowas? Mittel
zweistellig? Und industrielle Sensoren, die
478
00:49:52,560 --> 00:49:57,747
halt auch genauer sind, die sind dann doch
eher im dreistelligen Bereich und die wird
479
00:49:57,747 --> 00:50:03,798
wahrscheinlich ein Maker nicht mal ebenso
kaufen. Von daher ist das eben dann mit
480
00:50:03,798 --> 00:50:09,175
einer CO2-Ampel, die keiner bauen oder
kaufen will, weil sie zu teuer ist, hat
481
00:50:09,175 --> 00:50:15,985
dann am Schluss natürlich auch keinen Wert
mehr. Ja, ich vermute da sind auch noch
482
00:50:15,985 --> 00:50:23,959
ein paar Innovationen in Zukunft drin.
Herald: Ja, in die Zukunft erlaubt die
483
00:50:23,959 --> 00:50:30,345
Keeling-Kurve werden wir alle mit einer
Höhe CO2 -Werte in der Atmosphäre, also
484
00:50:30,345 --> 00:50:36,504
Umluft mitleben. Kannst du schon was dazu
sagen? Wie wäre es zum Beispiel, wenn es
485
00:50:36,504 --> 00:50:45,630
500 ppm in der Umluft ist?
Sebastian: Ne, kann ich in dem Rahmen
486
00:50:45,630 --> 00:50:54,947
nicht. Das ist also so Atmosphären-Umwelt-
Wissenschaften, das ist nochmal so ein
487
00:50:54,947 --> 00:51:02,370
ganzer Fachbereich für sich und wie
tatsächlich dann diese Auswirkungen sind,
488
00:51:02,370 --> 00:51:07,645
mit diesen Kipppunkten und was dann alles
passieren wird. Ich glaube das ist auch
489
00:51:07,645 --> 00:51:12,489
sehr sehr schwer vorauszusagen. Ich hab'
gesehen, im Fahrplan für das
490
00:51:12,489 --> 00:51:17,457
rc3-Konferenz-Programm gibt's auch ein
paar Vorträge, die sich in die Richtung
491
00:51:17,457 --> 00:51:25,280
beschäftigen. Da sind dann eher Leute aus
der Richtung gefragt.
492
00:51:25,280 --> 00:51:33,353
Herald: Okay. Und letztendlich möchtest
du, dass unser Publikum etwas tut?
493
00:51:33,353 --> 00:51:44,041
Sebastian: Ja, seid neugierig, hinterfragt
Dinge, baut Dinge. Nervt eure Politiker.
494
00:51:44,041 --> 00:51:50,715
Also das ist tatsächlich eine Sache. So
persönliche Anekdote: Ich hab Politik
495
00:51:50,715 --> 00:51:53,741
lange, lange Zeit vermieden, weil ich
dachte, es ist irgendwie alles so
496
00:51:53,741 --> 00:51:59,398
Wischiwaschi und alles so schwierig und
unverbindlich und so … Wissenschaft und
497
00:51:59,398 --> 00:52:06,252
Technologie, das, da hat man dann Methode,
da hat man Mess-Ablauf, da hat man dann
498
00:52:06,252 --> 00:52:12,969
seine Daten und dann kriegt man eindeutige
Antworten und eine Lektion jetzt dieses
499
00:52:12,969 --> 00:52:24,802
Jahres 2020 ist ja auch: Die Wissenschaft
und auch Ingenieure und Daten-
500
00:52:24,802 --> 00:52:30,488
Wissenschaftler haben alle möglichen
Forschung angestellt, nach Antworten
501
00:52:30,488 --> 00:52:36,732
gesucht, Antworten gefunden. Haben die der
Politik weitergegeben. Und da hakt es. Das
502
00:52:36,732 --> 00:52:45,231
heißt, diese politische Komponente ist
leider einfach nicht zu umgehen. Und von
503
00:52:45,231 --> 00:52:54,018
daher würde ich sagen: Wenn ihr euch
dafür tatsächlich engagieren wollt und da
504
00:52:54,018 --> 00:52:59,813
irgendwie aktiv werden wollt, guckt euch
an, wie man in die Richtung auch
505
00:52:59,813 --> 00:53:04,458
weitermachen kann.
Herald: Alles klar.
506
00:53:04,458 --> 00:53:08,362
Sebastian: Wie es in die eigenen
Überzeugungen, auch in die eigenen
507
00:53:08,362 --> 00:53:12,541
Kapazitäten passt. Aber ich würde sagen
ja, also ein Teil der Motivation, warum
508
00:53:12,541 --> 00:53:17,477
ich hier mich auch hingestellt habe, ist
eben Wissen teilen, Impulse geben, andere
509
00:53:17,477 --> 00:53:22,671
Leute inspirieren, nach Möglichkeit, und
so eine Kaskade los stoßen. Also
510
00:53:22,671 --> 00:53:29,244
einfach nicht nichts tun.
Herald: Verstanden. Top! Ganz herzlichen
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00:53:29,244 --> 00:53:31,815
Dank, nochmals, Sebastian.
512
00:53:31,815 --> 00:53:34,321
Abspannmusik
513
00:53:34,321 --> 00:54:08,240
Untertitel erstellt von c3subtitles.de
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