Photokatalytische Beschichtungen: Stickoxid-Killer im Straßentunnel
Straßentunnel sind Fallen für ätzende Stockoxide, die vor allem aus den Auspuffen von Dieselfahrzeugen quillen. Es sind, siehe Volkswagen, sogar mehr als bisher vermutet. Ein internationales Wissenschaftlerteam mit Beteiligung der Bergischen Universität Wuppertal und des Leibniz-Instituts für Troposphärenforschung (Tropos) in Leipzig hatte eine vermeintlich glänzende Idee. Man müsse nur Fotokatalysatoren, die im wesentlichen Titandioxid enthalten, auf Wände und Decken pinseln und diese mit ultraviolettem Licht aktivieren. Dann würden die Stickoxide zerstört.
Der Leopold-II-Tunnel im Zentrum Brüssels wurde bereits 1986 in Betrieb genommen. Seine Rennovierung war die Chance für die Wissenschaftler, die Wirksamkeit von neuen Materialien für die Verbesserung der Luftqualität zu testen.
Foto: PhotoPAQ/CNRS
Im Leopold-II-Tunnel in Brüssel, den täglich 65.000 Autos passieren, hat das Team von Juni 2011 bis Januar 2013 unzählige Messdaten erfasst. Jetzt sind sie ausgewertet – und eine große Enttäuschung. Denn die Stickoxidkonzentration reduzierte sich auf dem mit dem Katalysator ausgestatteten Teilstück von 160 Metern um ganze zwei Prozent. Vermutlich war die Teststrecke zu kurz, denn der Tunnel ist 2534 Meter lang.
Die Wirkung könnte weit größer sein
Die Forscher fanden noch weitere Gründe für das schlechte Ergebnis. Wegen der hohen Verkehrsbelastung setzen sich an Wänden und Decken Schmutzpartikel ab, die die Wirkung des Katalysators reduziert. Die Intensität des UV-Lichts lag zudem mit zwei Watt deutlich unter dem Optimum von vier Watt. Dazu kamen die Turbulenzen, die die durchfahrenden Autos auslösen. Sie verhinderten, dass die Stickoxide ausreichend lange mit dem Katalysator in Berührung kamen, um zu zerfallen.
Immerhin wissen die Wissenschaftler jetzt wie es geht. Per Hochrechnung haben sie ermittelt, dass, wenn alles optimal aufeinander abgestimmt ist, eine Stickoxidminderung um zwölf Prozent möglich ist. „Was in Brüssel nur schlecht funktioniert hat, kann anderenorts aber gut funktionieren“, sagt Tropos-Professor Hartmut Herrmann. „Wir sollten uns deshalb nicht entmutigen lassen und das Potenzial dieser Technik in der Praxis weiter sondieren.“
Die Behörden hoffen auf weitere Fortschritte dieser Technik, um Autofahrern in Tunneln bessere Luft zu gewährleisten. Sie spekulieren auch darauf, dass die energieintensive Belüftung reduziert werden kann, wenn die katalytische Zerstörung von Stickoxiden funktioniert.
Im Freien funktioniert der Kat bereits
Außerhalb von Tunneln gelingt die Zerstörung der Schadstoffe bereits mit dieser Technik. Anfang 2015 wurde in der Ruhrgebietsstadt Bottrop eine Kreuzung mit Betonsteinen gepflastert, deren obere Schicht einen Fotokatalysator enthält. In Kombination mit Sonnenlicht verwandeln sich Stickoxide, aus denen sich im Normalfall ätzendes Ozon bildet, in Nitrat.
