Mit Katalysatoren anstreichen

21.02.2013: Um Schadstoffe aus Wasser zu entfernen, braucht es prinzipiell nur Licht, Luftsauerstoff und einen Katalysator. RUB-Forscher um Prof. Radim Beránek haben sich mit Experten aus sieben verschiedenen Ländern zusammengetan, um einen Photokatalysator zu entwickeln, der so effizient arbeitet, dass er wirtschaftlich rentabel ist. Dazu kombinieren sie Halbleiter, die das Sonnenlicht einfangen, mit nanostrukturierten Materialien, deren Eigenschaften sie für Elektronentransferprozesse optimieren. Das Produkt soll am Ende in flüssiger Form vorliegen, so dass Hersteller Photoreaktoren mit dem Katalysator einfach anstreichen können. Die EU fördert das Projekt „4G-PHOTOCAT“ im 7. Rahmenprogramm (FP7) mit 3,7 Millionen Euro für drei Jahre.

Woran es bei der Photokatalyse im Moment noch hakt

Menschen in vielen Ländern der Welt wenden intensiv Pestizide an, die das Trink- und Nutzwasser durch giftige organische Schadstoffe kontaminieren. So gelangten zum Beispiel in den ländlichen Gebieten von Vietnam während des Vietnam-Krieges sehr beständige Herbizide und Dioxine in den Wasserkreislauf, die Krebs oder Missbildungen bei Neugeborenen hervorrufen können. „Die Photokatalyse könnte eine der günstigsten und effizientesten Methoden sein, um Wasser von giftigen Substanzen zu befreien“, sagt Radim Beránek. Durch Licht und Sauerstoff entstehen oxidierende Bedingungen, bei denen die Gifte leicht zu unschädlichen Substanzen wie Wasser und Kohlendioxid abgebaut werden. Bislang hat das Verfahren aber zwei Probleme. Die Abbauraten sind nicht hoch genug und es ist teuer, die notwendigen Reaktoren aufzubauen.

Katalysatoren sollen günstiger und effizienter werden

Im Projekt „4G-PHOTOCAT“ wollen die Wissenschaftler kostengünstige Photokatalysatoren mit einer stark verbesserten Abbaurate entwickeln. Dazu stellen sie neuartige Kompositmaterialien aus Halbleitern und nanostrukturierten Metalloxiden her. Um die optimalen Strukturen zu erzielen, wenden sie moderne chemische Abscheideverfahren an, mit denen sich Zusammensetzung und Struktur des Produkts genau kontrollieren lassen. „Unser ultimatives Ziel ist es, die neu entwickelten Photokatalysatoren in Form einer anstreichbaren Beschichtung herzustellen“, sagt Radim Beránek. „Auf diese Weise angestrichene Photoreaktoren könnten bei der Wasser-Dekontamination in den ländlichen Gebieten zum Beispiel von Vietnam Einsatz finden.“