Smogalarm im Ruhrgebiet, saurer Regen, sterbende Fichten im Bayerischen Wald – solche Hiobsbotschaften kennzeichneten die Siebzigerjahre. Damals boten Filteranlagen für die Schlote im Ruhrgebiet eine Lösung. Heute leiden die Menschen in Ballungszentren unter einer Schadstoffbelastung, die unter anderem auch vom Autoverkehr verursacht wird. Besonders unerwünscht sind z.B. Stickoxide (NOx), für die die Europäische Union die Grenzwerte inzwischen verschärft hat. Dennoch werden sie in vielen Kommunen auch schon wieder überschritten. „Vor allem an stark befahrenen Strecken besteht dringender Handlungsbedarf“, erklärt Dr. Michael Hüben vom Fraunhofer-Institut für Molekularbiologie und Angewandte Ökologie IME in Schmallenberg. Die Fraunhofer-Forscher wollen in den nächsten zwei Jahren in einem Projekt mit dem Titel ‚Wirksamkeit des photokatalytischen Stickoxid-Abbaus an beschichteten Bauwerks-Prüfkörpern‘ herausfinden, wie photokatalytische Oberflächen zum Abbau von NOx beitragen und wie sich die Beschichtungen im Langzeitbetrieb bewähren. Das Projekt wird von der Bundesanstalt für Straßenwesen im Auftrag des Bundesverkehrsministeriums gefördert und betreut.
„Photokatalytisch aktive Beschichtungen können dabei helfen, Stickoxide zu reduzieren“, erläutert Hüben. „Es gibt schon heute zahlreiche Produkte zur photokatalytischen Beschichtung von Oberflächen, aber die nach ISO 22197-1 standardisierte Messmethode ist nicht auf alle Problemstellungen anwendbar. Wir haben jetzt am IME eine spezielle Messzelle entwickelt, die wir in unserem Projekt einsetzen.“ An der A 4 bei Bergisch Gladbach werden dazu in Kürze Schallschutzwand-Prüfkörper, die mit reaktivem Material beschichtet wurden, ausgelagert und bewittert. Präparierte Prüfmuster werden in bestimmten Abständen in der Messzelle vermessen. „Die Oberfläche des Prüfkörpers muss photokatalytisch aktiv sein, das heißt, sie baut NOx unter Lichteinfluss ab“, erklärt Hüben den Versuchsaufbau. Die Oberflächen enthalten Katalysatoren aus Titandioxid, ein Material, das kostengünstig und in großen Mengen zur Verfügung steht. Unter dem Einfluss des Tageslichts katalysiert Titandioxid die Umwandlung von Stickoxiden zu Nitrat. Die photokatalytischen Aktivitäten der Proben werden in einem Durchflussverfahren ermittelt.
In den nächsten zwei Jahren werden die Experten regelmäßig messen, wie viel Stickoxid abgebaut wird. So erhalten sie eine solide Basis für die Langzeitwirkung der Beschichtungen. Erst dann kann man sicher sein, dass die Anstriche auch wirklich helfen und größere Flächen, wie etwa ganze Häuserzeilen wirtschaftlich mit photokatalytisch wirksamen Schichten versehen werden können. Damit ließe sich die Feinstaubbelastung in Ballungszentren senken. „Ein weiterer Anwendungsfall für das Messverfahren sind Innenräume. Hier sind ebenfalls bereits Produkte im Handel, die versprechen, die Luftqualität im Innenraum zu verbessern“, erklärt Hübens Kollege Frank Neumann vom Fraunhofer-Institut für Schicht- und Oberflächentechnik (IST). „Experimentelle Messungen helfen uns auch hier, Normen und Zertifizierungen zu erarbeiten und die bestehenden Prüfverfahren zu standardisieren.“
Quelle: Fraunhofer-Gesellschaft