Saubere Luft wie durch Zauberhand

Luft und Wasser gehören zu den wichtigsten Ressourcen der Menschheit. Die Schadstoffbelastung in Ballungsgebieten steigt jedoch trotz Filtersystemen und Abgas-Katalysatoren. Vor allem Stickoxide (NO_x) verursachen Smog und sauren Regen. Heterogene Photokatalyse kann hier Abhilfe schaffen und freigesetzte Stickoxide unabhängig von der Emissionsquelle aus der Luft entfernen. Dazu werden Halbleiterpartikel – bspw. Titandioxid – auf Baumaterialien aufgebracht, wo sie mit Hilfe der UV-Strahlung des Sonnenlichts die Stick­oxide zu ungiftigem Nitrat oxidieren. Auch andere Luftschadstoffe wie flüchtige organische Verbindungen werden effektiv entfernt. Noch wird diese innovative Technologie nicht flächendeckend eingesetzt. Das liegt zum einen daran, dass bisher nur wenige Daten über die Auswirkung von photokatalytisch funktionalisierten Oberflächen auf die Schadstoffkonzentration unter realen Bedingungen vorliegen. Zum anderen kann bei der photokatalytischen Oxidation von Stickstoffmonoxid zu Nitrat auch Stickstoffdioxid entstehen, so dass sich die Luftqualität durch den Photokatalysator noch verschlechtert statt verbessert.
In diesem Projekt der industriellen Gemeinschaftsforschung entwickeln Wissenschaftler des Dechema-­Forschungsinstituts durch Modifizierung des Titanoxids mit Kupfer-, Eisen- oder Mangan­oxiden einen selektiven Photo­katalysator für den Stickoxid­abbau. Sie untersuchen die Auswirkungen der Photokatalyse nicht nur auf einzelne Verbindungen, sondern auf komplexe Mischungen aus Stickoxiden und Ozon, wie sie auch in der Realität vorliegen. Sie wollen präzise voraussagen, welche Auswirkungen der flächendeckende Einsatz dieser Technik auf die Umgebungsluft hat. Dann wird die Vision Realität, dass sich die Luft in unseren Städten wie von selbst reinigt