部署传感器网络来测量从表面到深处的海洋二氧化碳和pH值

匹兹堡大学斯旺森工程学院的研究人员与 国家能源技术实验室合作，在 8 个州的 11 个项目中脱颖而出，获得总计 3600 万美元的资金，以加速海洋二氧化碳去除 (mCDR) 捕获和储存技术的开发。

能源部能源高级研究计划署 (ARPA-E) 提供的资金是 ARPA -E 通过海洋观测感知人为碳出口 (SEA-CO2) 计划的一部分。皮特团队将获得 2,274,859 美元，用于开发基于浮标的光纤传感器，用于测量从海洋表面到海底的海水中的 pH 值和二氧化碳。 罗克梅隆大学能源系研究员、匹兹堡大学机械工程和材料科学系副教授兼首席研究员 Paul Ohodnicki 表示：“这对我们来说是一个新的机会，可以应用我们传统上为工业和基础设施应用开发的技术，并应用

它到我们的海洋。我们很高兴有机会与 NETL、 Sofar Ocean Technologies和 OFS等合作伙伴合作，将分布式光纤传感的优势用于新型海洋应用。”

Ohodnicki 表示，皮特的研究将基于他之前十年的研究以及 NETL 和斯旺森学院之间的合作，开发、成熟和扩展用于分布式传感应用的新型化学传感纤维。该项目还采用开放标准，例如 Bristlemouth，以使技术能够扩展。

Ohodnicki 解释说：“通过与移动海洋传感器系统集成，我们将监测海洋环境内的地球化学过程，直至公里范围的深度，从而首次了解从表面到海底的物理参数和地球化学。” “随着地球海洋中二氧化碳的增加，这是一个具有里程碑意义的机会，可以更多地了解海洋如何如此有效地捕获 CO 2，​​并应用我们所学到的知识来量化海洋过程从大气中去除 CO 2的能力大规模脱碳。”

“分布式光纤多参数传感将为监测、报告和验证海洋碳清除的有效性提供强大的工具，” Ruishu Wright指出，NETL 研究科学家和技术组合负责人。“碳去除符合 NETL 的脱碳目标，并满足到 2050 年净零碳排放的目标。在这个项目下，NETL、匹兹堡大学和其他行业合作伙伴之间的合作将把光纤传感器技术带到更大的领域。在海洋环境中的应用规模，这是我们将努力应对的挑战。”

斯旺森学院的联合研究员是 机械工程和材料科学研究教授库拉姆·纳伊姆 (Khurram Naeem)，他解释说，现代传感器技术可以通过在海洋中而不是在卫星上运行来提供更准确的数据 。

“海洋覆盖了地球表面的 70%，因此对我们的气候和地球上的生命有着巨大的影响，”纳伊姆说。“但由于海洋的大小和深度，今天的卫星技术只能瞥见表面趋势和非常有限的深度。然而，分布式光纤传感器就像有线雷达网一样，具有高空间分辨率、重量轻和低功耗的特点，可以让我们更清晰地了解海洋内部的情况。” Ohodnicki 补充说，该项目符合 2022 年建立的匹兹堡大学基础设施传感合作的

精神 ，以及 NETL 与匹兹堡大学于 2023 年初签署的旨在探索基础设施传感领域合作的谅解备忘录。能源部长 Jennifer M. Granholm最近访问了匹兹堡和 Ohodnicki 实验室所在的能源创新中心，她在一份准备好的声明中指出，ARPA-E 项目对于“实现拜登总统雄心勃勃的脱碳目标并避免最坏的影响”至关重要气候变化。 “[这]将需要广泛的创新气候解决方案，从提高能源效率等常识性方法到利用海洋天然碳去除能力来减少大气中温室气体污染等新颖应用，”格兰霍姆说。“借助能源部的重要资金，来自全国各地的项目团队将开发突破性的新技术来减少排放，这将有助于应对气候危机，同时加强在未来清洁能源行业的全球领导地位。”