Photokatalytische Wirksamkeit mobil messen

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In Verbindung mit den richtigen Materialien können Sonnenstrahlen durch Photokatalyse Oberflächen von Schmutz befreien und gleichzeitig die Luft von Schadstoffen reinigen. Dabei lässt sich nahezu jedes Material photokatalytisch aufrüsten – ob Beton, Glas oder Fassadenfarbe. Ziel der elf Partner in dem Verbundprojekt PureBau war es, die Effizienz von Materialverbindungen zu steigern, so dass bessere photokatalytisch wirksame Baustoffe entwickelt werden können. Als einer der Partner hat das Fraunhofer-Institut für Schicht- und Oberflächentechnik IST bereits ein Verfahren entwickelt, um die photokatalytische Selbstreinigung von Produkten schnell und reproduzierbar im Labormaßstab zu messen. Das Grundprinzip: Ein lumineszierender Farbstoff wird auf eine Oberfläche aufgedampft und dann gemessen, wie schnell er unter Lichteinfluss verblasst. Zusammen mit den Parametern Dicke der Farbschicht und Lichtintensität lässt sich daraus der Wirkungsgrad ermitteln.

Vom Labor ins Feld

Herausforderung war nun, dieses Prinzip auf ein portables Gerät zu übertragen, das ohne Vakuumbedingungen funktioniert, sowie die Messung gleichzeitig deutlich zu beschleunigen. Die Forscher erreichten dies in Zusammenarbeit mit dem Institut für Hochfrequenztechnik (IHF) der TU Braunschweig: Da die bislang im Labor verwendete Farbstoffsynthese im Feld zu viele ungewünschte chemische Reaktionen zeigte, mussten neue Farbstoffe gefunden werden. Zum Einsatz kamen Farbstoffe mit Europium-Metallkomplexen. Zudem funktionierte das bisherige Verfahren des Aufdampfens für den mobilen Zweck nicht mehr. Stattdessen wurden die Farbstoffe in einer Mono-Lage auf eine polymere Trägerfolie transferiert und beides chemisch durch sogenannte Ankergruppen verbunden. Zusammen mit Omicron Laserage Laserprodukte wurde ein Demonstrator einer mobilen Messpistole entwickelt. In einen Bajonettverschluss wird dort die Folie mit der Farbbeschichtung eingespannt und auf die zu prüfende Oberfläche gepresst. Das Gerät misst das Abklingen der Lumineszenz durch den UV-Einfluss und bestimmt darüber die photokatalytische Wirksamkeit – sowohl qualitativ als auch quantitativ durch den Effizienzgrad. Die Messdauer hat sich so im Vergleich zu einschlägigen Normprüfverfahren von zum Teil 3 Stunden auf etwa 15 Minuten reduziert. Die Messlösung könnte in ein bis zwei Jahren Marktreife erreichen.

Bild: Demonstrator einer mobilen Messpistole mit lumineszenter Trägerfolie.

Autor(en): fb

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