CO₂-Tracking 2.0: Individuelle Luftqualitätsmessung im Schulalltag der Zukunft

Die Luftqualität in Schulräumen ist aktuell ein viel diskutiertes Thema – und das aus gutem Grund. Wissenschaftler sprechen von einer „unsichtbaren Gefahr“, die sich negativ auf Konzentration, Leistungsfähigkeit und das allgemeine Wohlbefinden von SchülerInnen und Lehrpersonen auswirkt. Zudem kann schlechte Raumluft mit hoher CO₂-Konzentrationen das Infektionsrisiko deutlich erhöhen.

Um diesem Problem zu begegnen, werden derzeit in Schulen in ganz Österreich CO₂-Messgeräte installiert, die helfen sollen, die Luftqualität kontinuierlich zu überwachen. Die auf dem Markt erhältlichen Sensoren basieren dabei in der Regel auf optischen Messverfahren, die zwar zuverlässig, aufgrund ihrer Bauweise jedoch relativ groß und teuer sind. Sie eignen sich daher primär als stationäre Messgeräte in den Räumen, nicht aber für tragbare Anwendungen.

Für eine präzise und kontinuierliche Analyse der Luftqualität wäre jedoch ein personalisiertes Monitoring der CO₂-Werte wünschenswert – idealerweise direkt am Körper bzw. in unmittelbare Nähe jeder Schülerin, jedes Schülers und jeder Lehrperson beispielsweise mit einer Smart Watch oder einem Smartphone. So ließen sich individuelle Belastungen erfassen und gezielte Maßnahmen ableiten.

Am MCL wurde dafür eine innovative Alternative zu bestehenden Messsystemen entwickelt: Miniaturisierte Sensoren basierend auf einem neuen Nanomaterialsystem bei dem sich der elektrische Widerstand direkt mit der CO₂-Konzentration ändert. Diese neuen Nanosensoren ermöglichen eine CO₂-Messung auf kleinstem Raum, sind mehr als zehnmal kleiner als herkömmliche Modelle und könnten damit direkt in Smartphones oder Wearables integriert werden.

Wirkungen und Effekte

Im Rahmen dieses Projekts wurden erste Prototypen von miniaturisierten CO₂-Sensoren entwickelt und getestet. Ihr Einsatz in kompakten mobilen Geräten könnte die Luftqualitätsüberwachung auf eine völlig neue Ebene heben: Statt punktueller Messungen durch stationäre Messgeräte könnte ein flächendeckendes Monitoring in Echtzeit durchgeführt werden. Durch die Implementierung in Smartphones oder Smart Watches wäre eine persönliche Analyse jederzeit und überall möglich. So könnte zum Beispiel die Luftqualität beim Lernen nicht nur in der Schule, sondern auch zu Hause oder im Büro ständig gemessen werden. Die hier vorgestellten Entwicklungen basieren auf intensiver Forschungsarbeit, die in mehreren wissenschaftlichen Publikationen dokumentiert ist.