Een team onderzoekers heeft 1,4 miljoen gewonnen voor 's werelds beste pH-sensor

De snelle verzuring van de oceanen is een van de meest bedreigende klimaatproblemen van het moment. Wetenschappers zijn daarom hard aan het werk om beter vast te kunnen leggen hoe snel de situatie escaleert. Tijdens de XPrize wedstrijd afgelopen maandag werd een nieuwe technologie getoond waarmee de wetenschap met ongelooflijke precisie de pH-waardes van de oceaan kan meten. Dat geeft een beter overzicht van het probleem en daardoor meer kans op een goede oplossing.

XPrize is een nonprofitorganisatie die innovatie probeert te stimuleren door grote geldprijzen te koppelen aan wetenschapswedstrijden. Hiermee promoten ze nieuwe technologie op een grote breedte, van ruimtereizen tot het opruimen van olie. De nu gewonnen wedstrijd, de Wendy Schmidt Ocean Health XPrize, werd voor het eerst in 2012 georganiseerd en richtte zich op een betaalbare oplossing voor het meten van de zuurtegraad van de oceaan.

Na een rondgang langs agentschappen als de National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) kwam naar voren dat het niet goed kunnen meten van de verzuring van de oceaan een van de grootste problemen voor oceaanbehoud was. Een van de juryleden, Chris Kellogg, tevens marine- en microbioloog, vertelde dat pH-sensortechnologie die verzuring van de oceaan meet de sleutel is tot begrip van de situaite. Tests in het lab alleen geven niet genoeg informatie.

"Je kan de zuurgraad erg precies meten in het lab, maar dan weet je nog niet wat er in de oceaan gebeurt," zei ze. "Op het moment dat je een watermonster uit de oceaan haalt en het naar het lab brengt verandert het nog steeds, zodra je het dan meet weet je nog niet wat er in de oceaan gebeurt.

De afgelopen twee jaar deden 70 teams mee aan de wedstrijd, waarvan er 18 daadwerkelijk hardware maakten. Daarvan haalden uiteindelijk vijf teams de drie maanden durende gecontroleerde testfase in het lab van het Monterey Bay Aquarium Research Institute. Daarop volgde nog een test van een maand in een kustgebied bij het Seattle Aquarium. Als afsluiter moest elk apparaat zes dagen een nauwkeurigheid test uitvoeren op 3.000 meter diepte in de Stille Oceaan.

Het winnende team in beide categorieën werd uiteindelijk Sunburst Sensors LLC, een klein team van ingenieurs en scheikundigen uit Montana. Ze beschrijven zichzelf als "oceanografen op het land." Omdat ze honderden kilometers van de dichtsbijzijnde kust verwijderd waren moest de teamleider James Beck bakken vol zeewater mee terug nemen na een vakantie in Seattle.

Ondanks de uitdagingen wist het team een technologie te ontwikkelen die 10 tot 15 keer goedkoper is dan voorheen en ook nog op veel grotere diepte kan werken. Ze maakten twee modellen van de pH sensors: de i-SAMI("i" staat voor inexpensive) en de t-SAMI ("t" staat voor titanium), die respectievelijk de prijzen van zo'n 700.000 euro in de categorieen 'betaalbaarheid' en 'nauwkeurigheid' wonnen. Volgens Beck was de winst een grote verrassing voor het tienmans bedrijfje.

"We hebben nooit geld uit willen geven dat we niet hadden, dus we hebben eigenlijk nog niet nagedacht over wat we met het geld willen doen," zegt hij. "We zijn weggeblazen door de dubbele winst. Een van onze eerste doelen gaat nu het nastreven van de ontwikkeling van de goedkope versies zijn."

De sensoren kosten per stuk minder dan 900 euro en werken door oceaanmonsters te combineren met gezuiverde kleurstoffen. Met behulp van een laser is het vervolgens mogelijk de pH-waarde te bepalen. Paul Bunje, een van de directeurs bij XPrize, zegt dat de relatief toegankelijk technologie snel zal worden ingezet door wetenschappers die klimaatverandering monitoren, maar ook voor visbedrijven en andere toepassingen kan worden gebruikt.

"We gaan veel meer wetenschappelijke uitleg krijgen over wat er in de oceaan gebeurt, en zeker over de diepzee," legt Bunje uit. "Het geeft observerende groepen meteen de mogelijkheid de pH te meten, maar het heeft ernaast ook grote mogelijkheden voor faciliteiten die werken met aquaculturen. Ik ben het meest benieuwd naar de toepassingen in industrieën waar ik me nu nog geen voorstelling van kan maken. Bij elke XPrize weet je nooit hoe mensen de uitvindingen zullen gaan toepassen."

De ontwikkeling is deel van een groter proces om gedocumenteerde data uit de oceanen te krijgen. De wedstrijd staat volgens Bunje ook voor een breder idee om oplossingen voor onze grootste problemen te krijgen.

"Dat is belangrijk omdat voor elke uitdaging, of bedreiging, of kans die onze oceaan krijgt, er creative en briljante mensen zijn die ze kunnen oplossen. We moeten die mensen alleen de kans geven," zegt hij. "Bij XPrize willen we de meest briljante vernieuwers een kans geven en dan maakt het niet uit waar je vandaan komt."