Forschung für den Mittelstand - Die IGF-Projektdatenbank

Stickoxidabbau mittels photokatalytisch aktiver Zinkoxidbeschichtung auf Ziegeloberflächen

Die Strategie Clean Air for Europe der Europäischen Kommission sieht vor, die Luftverschmutzung bis zum Jahr 2020 so weit zu vermindern, dass von ihr keine inakzeptablen Auswirkungen für Mensch und Umwelt mehr ausgehen. Dabei setzt die Strategie die Schwerpunkte auf die Verringerung der Emission von Feinstaub, Ozon und Stickstoffmonoxid. Die Grenzwertüberschreitung ist ein flächendeckendes Problem, da aber der Verkehr und die Industrie die Hauptquellen von NO2 darstellen, treten die Grenzwertüberschreitungen besonders in Städten auf. Hier sind daher auch die Folgen der Schadstoffbelastung am gravierendsten. Diese reichen von der Schädigung der menschlichen Gesundheit über die Versauerung des Bodens bis hin zur Zerstörung der Bausubstanz.

Ziel des Vorhabens ist die Entwicklung einer photokatalytisch aktiven Zinkoxidbeschichtung auf Ziegeln, die dazu in der Lage ist einen Beitrag zur Reduktion von schädlichen Stickoxiden zu leisten. Um dieses Ziel zu erreichen soll sowohl ein Verfahren zum Auftrag solcher Schichten als auch eine Methode zum Nachweis ihrer Wirksamkeit entwickelt werden.

Die photokatalytische und selbstreinigende Wirkung von Beschichtungen wird mit TiO2 auf anderen Bauprodukten bereits angewandt. Für den Massenbaustoff Ziegel wird ein preiswerteres Oxid gesucht. Die überwiegend mittelständisch geprägt Ziegelindustrie ist nicht in der Lage diese Umfangreichen Forschungsarbeiten durchzuführen. Ein erfolgreicher Abschluss des Forschungsvorhabens birgt durch das Reduktionspotential an Stickoxiden ein großes Feld weiterer Einsatzmöglichkeiten von Ziegeln mit großer umweltrelevanter Wirkung.

Ergebniszusammenfassung:

Es konnte gezeigt werden, dass grundsätzlich photokatalytisch aktive Ziegeloberflächen auf Basis von Zinkoxid realisiert werden können. Diese müssen allerdings noch weiterentwickelt werden, da ihre Wirksamkeit nur sehr gering ist. Als größtes Problem erweisen sich die hohen Brenntemperaturen in der Ziegelindustrie, die die Beschichtung unwirksam machen. Daher müsste auch hier ein zweiter Produktionsschritt erfolgen, bei dem die Beschichtung erst nach dem Brand aufgebracht wird. Hier zeigten besonders Mischungen aus Zinkoxid und Titandioxid gute Ergebnisse. Diese könnten auf Ziegeloberflächen aufgebracht werden und müssten dann in einem zweiten Prozessschritt thermisch fixiert werden. Das Vorhaben konnte außerdem wertvolle Erkenntnisse zu den klimatischen Einflussfaktoren auf den photokatalytischen Effekt liefern.