FATCAT – Schweizer Messsystem für präzise, autonome Kohlenstoffanalysen in Aerosolen, Hochschule für Technik und Umwelt FHNW

Der Fast Thermal Carbon Totalizator (FATCAT) ist eine Schweizer Innovation für die schnelle, rückführbare und autonome Bestimmung des Gesamtkohlenstoffs (Total Carbon, TC) in Aerosolen. Entwickelt am Institut für Sensorik und Elektronik der Fachhochschule Nordwestschweiz FHNW, vereint FATCAT modernste Sensortechnologie, robuste Bauweise und metrologische Präzision in einem kompakten System – vom Hochgebirge bis zur industriellen Abgasleitung.

In seiner Kurzpräsentation am GAW–GCOS Symposium 2021 stellt Dr. Alejandro Keller den FATCAT vor – ein in der Schweiz entwickeltes Messinstrument, das am hochalpinen Standort Jungfraujoch (3'580 m ü. M.) erfolgreich im autonomen Dauerbetrieb getestet wurde.

FATCAT kombiniert Flash-Erhitzung und präzise CO₂-Quantifizierung mittels NDIR-Detektion, um kohlenstoffhaltige Aerosole in Echtzeit zu bestimmen. Dank seiner hohen Empfindlichkeit, kurzen Analysezyklen und rückführbaren Kalibrierung ist FATCAT ideal für Anwendungen in der atmosphärischen Forschung, der Emissionsüberwachung sowie der industriellen Prozesskontrolle – überall dort, wo präzise und zeitnahe Kohlenstoffmessungen entscheidend sind.

• Autonom & zuverlässig – Langzeitbetrieb ohne Benutzerintervention, wartungsarme Filtertechnologie
• Rückführbare Präzision – Kalibrierung basierend auf NIST-CO₂-Standards
• Schnelle thermische Analyse – Analysezyklen ab 60 Sekunden, inklusive Thermogramm-Ausgabe
• Breiter Messbereich – Von Hintergrundluft bis zu hohen Aerosolkonzentration
• Industrietauglich – Robustes Design für Emissions- und Prozessüberwachung in Echtzeit

• Atmosphärisches Monitoring – Bewährt an GAW-Stationen weltweit
• Emissionsüberwachung – Direkte TC-Quantifizierung in Abgas- oder Prozessströmen
• Industrielle Prozesskontrolle – Überwachung der Herstellung kohlenstoffbasi Nanopartikel
• Quellencharakterisierung – Unterscheidung fossiler und biogener Kohlenstoffquellen
• Metrologie & Kalibrierung – Entwicklung und Validierung rückführbarer Standards

FATCAT wurde unter extremen klimatischen Bedingungen auf dem Jungfraujoch validiert – mit monatelangem autonomen Betrieb bei Temperaturen weit unter dem Gefrierpunkt. Diese Robustheit macht FATCAT ebenso geeignet für den Einsatz in industriellen Anlagen, Feldmesskampagnen oder ferngesteuerten Umweltstationen.

• Zeitauflösung: 0.5–2 h (Umgebungsluft), ab 1 min bei hohen Konzentrationen
• Nachweisgrenze: 0.3 µg/m³ TC (1 h Mittelwert)
• Analysezyklus: 60 s (kontinuierliche schnelle Oxidation)
• Detektion: NDIR-CO₂-Messung (nichtdispersiv infrarot)
• Probenahme: Gesinterter, wartungsfreier Metallfilter

Wir suchen Partnerinnen und Partner aus Forschung und Industrie für:

• Atmosphären- und Umweltmessung
• Emissionsmonitoring
• Prozess- und Nanopartikelüberwachung
• Instrumentenkalibrierung
• Kommerzialisierung & Weiterentwicklung

• Keller, A. et al. (2023). “A Novel Measurement System for Unattended, in Situ Characterization of Carbonaceous Aerosols.” Aerosol Research, 1(1), 65–79. DOI: 10.5194/ar-1-65-2023
• Keller, A., Burtscher, H., Weingartner, E. “Swiss Made Measurement Techniques for Carbonaceous Aerosols.” Chimia80, 21, DOI: 10.2533/chimia.2026.21
• Corbin, J. C. et al. (2024). “Characterization of Two Aerosol Carbon Analyzers Based on Temperature Programmed Oxidation: TCA08 and FATCAT.” Aerosol Science and Technology, 58(7), 812–829. DOI: 10.1080/02786826.2024.2351991