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Photokatalyse im Test

Photokatalytische Anstriche sind nicht neu, jetzt soll die Wirksamkeit im Außenbereich untersucht werden.

Nanoskaliges Titandioxid kann nach entsprechender Modifizierung unter UV-Licht katalytisch wirken und in einem elektrochemischen Prozess freie und hochreaktive Radikale erzeugen. Die wiederum reagieren an der Grenzfläche zur Umgebungsluft mit dort enthaltenen Schadstoffen, beispielsweise Stickoxiden. Das alles ist nicht unbedingt neu, entsprechende Anstrichstoffe sind bereits seit Jahren auf dem Markt und werden primär in stark frequentierten Innenräumen eingesetzt.
Jetzt aber haben sich mehrere Fraunhofer-Institute zur „Allianz Photokatalyse" zusammengeschlossen, um in den nächsten zwei Jahren systematisch zu untersuchen, wie sich photokatalytisch aktive Oberflächen im Außenbereich verhalten. Konkret wollen die Forscher ermitteln, ob die Anstriche die Stickoxidbelastung in Ballungszentren wirksam reduzieren können. Denn vor allem in Bereichen mit hohem Verkehrsaufkommen werden die EU-Grenzwerte regelmäßig überschritten. Das Projekt mit der illustren Bezeichnung „Wirksamkeit des photokatalytischen Stickoxid-Abbaus an beschichteten Bauwerks-Prüfkörpern" wird vom Bundesverkehrsministerium gefördert und entlang der Autobahn A4 bei Bergisch Gladbach starten.

Das Projekt arbeitet mit einer speziell am Fraunhofer-Institut für Molekularbiologie und Angewandte Ökologie IME entwickelten neuen Messzelle, weil die bisherigen Prüfmethoden laut IME für die konkrete Problemstellung nicht anwendbar seien. Demnächst werden also die neuen, mit reaktivem Material beschichteten Prüfkörper in Lärmschutzwänden installiert und bewittert. Trifft dann UV-Licht auf die Flächen, wird Stickoxid zu Nitrat umgewandelt: In einem Durchflussverfahren ermitteln die Forscher, wie viel Stickoxide tatsächlich abgebaut werden – und wie sich diese Eigenschaft langfristig verhält.

Derweil hat man sich auch am Fraunhofer-Institut für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik IGB der Photokatalyse angenommen und deren Wirkung auf Mikroorganismen getestet. Dazu bestrichen die Stuttgarter Forscher Armlehnen von Gartenmöbeln mit einem Mix aus verschiedenen Moosen, Algen, Pilzen und Bakterien, um sie dann zwei Jahre der Witterung zu überlassen. Während auf unbeschichteten Bereichen eine kaum zu entfernende Schicht heranwuchs, blieben beschichtete Bereiche weitgehend sauber. Die photokatalytisch erzeugten Radikale zerstören zunächst die Zellwand der Organismen, dringen dann ins Zytoplasma ein und schädigen die DNA. Auf diese Weise werden organische Substanzen an der Oberfläche zersetzt.

Kalibrierung eines Photokatalyse-Prüfstandes zur Bewitterung.

Armin Scharf
Foto: Wolfram Scheible/Fraunhofer
Quelle: Malerblatt 04/2013
 

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