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Luft reinigen durch photokatalytische Baustoffe

Besonders in Städten ist die Verschmutzung durch Luftschadstoffe ein immer größer werdendes Problem und schränkt die Lebensqualität der Stadtbewohner ein. Gelingt es, Baustoffe wie Beton, Fassadenfarben oder Dachziegel mit photokatalytischen Eigenschaften auszustatten und diese in großen Mengen zu verbauen, könnten diese einen maßgeblichen Beitrag zum Abbau von Luftschadstoffen leisten. Zwei Forschungsprojekte befassen sich nun damit die bereits exitistierenden photokalytischen Baustoffe zu optimieren und den Weg für eine breitere Anwendung zu ebnen.

Unter Photokalyse versteht man eine chemische Reaktion, die mittels eines Katalysators und Sonnenlichteinstrahlung in Gang gesetzt wird. Photokalyse wird bereits für selbstreinigende Fassaden, für Pflastersteine oder Dachziegel genutzt. Die Oberflächen werden mit Nanopartikeln aus Titandioxid beschichtet, die in Kombination mit Sonnenlicht alle organischen Materialien auf der Oberfläche zersetzen und meist in CO2 und Wasser umwandeln. Die Fassade reinigt sich durch diesen Prozess stetig selbst. »Die Wirkungsweise von photoaktiven Oberflächen beruht auf dem Einbringen von speziellen Katalysatorpartikeln in Baustoffe und Coatings. Diese Partikel sind mit Hilfe von Lichtenergie in der Lage umweltschädliche Stickstoffoxide, organische Verbindungen (Ursache von unangenehmen Gerüchen oder Verschmutzungen) und auch Biofilme (z.B. Algen, Pilze, Bakterien) zu unschädlichen Verbindungen abzubauen. Daraus ergeben sich zahlreiche Anwendungen für photoaktive Baustoffe und Beschichtungen. Sie können zur Verbesserung des Raumklimas beitragen, die Stickstoffoxidbelastung in verkehrsreichen Zonen verringern, und Oberflächenverschmutzungen reduzieren«, wird vom Fachverband angewandte Photokatalyse erläutert. Dieser bietet Informationen zur Wirkungsweise von Photokatalysatoren sowie zu bereits existierenden photoaktiven Baustoffen und photoaktiven Coatings.

Zwei aktuelle Forschungsvorhaben befassen sich nun damit, diesen Prozess im größeren Maßstab auf unterschiedliche Werkstoffe und Anwendungen zu übertragen, so dass dadurch die große Menge an möglichen nutzbaren Oberflächen in urbanen Räumen aktiviert werden könnte. Neben der Selbstreinigung soll so besonders auch die Verbesserung des Stadtklimas erreicht werden.

Purebau
Das Projekt Purebau befasst sich damit, die Technologie vom Labor in die reale Anwendung zu bringen. Während die reinigenden Funktionen unter Laborbedingungen bestens funktionieren, können diese Ergebnisse am realen Objekt noch nicht erzielt werden. Neben der Langzeitwirkung sollen deshalb auch die unterschiedlichen Umwelteinflüsse erforscht werden, die die photokalytische Reaktion beeinflussen. Weiterhin steht die Entwicklung von neuen Werkstoffen mit selbstreinigenden und schadstoffabbauenden Eigenschaften im Fokus. 

HelioClean
Das Forschungsvorhaben HelioClean befasst sich auf Nanoebene mit der Optimierung der Leistungsfähigkeit bestehender Produkte zur solarkatalytischen Luft- und Oberflächenreinigung. Durch eine Steigerung der Sensibilität des Photokatalysators soll der Effekt auch in lichtschwachen Bereichen verbessert werden. Es sollen neue und kostengünstigere Produkte entwickelt werden, die auch ohne große Mengen von teurem Titandioxid eine gute Leistung erbringen. 

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