Titandioxid für selbstreinigende Beschichtungen von Baustoffen
Grundlagen und Anwendung in der Praxis
Wilhelm, Patrick / Stephan, Dietmar
Die photokatalytischen und selbstreinigenden Eigenschaften von Titandioxid wurden besonders im vergangenen Jahrzehnt verstärkt erforscht und ausgehend vom südostasiatischen Raum marktreife Produkte entwickelt. Die photokatalytischen Eigenschaften des Titandioxids basieren auf dessen Halbleitereigenschaften. Durch Bestrahlung mit Sonnenlicht (UV-Licht) werden unter Einbeziehung von Sauerstoff und Luftfeuchte bzw. Wasser reaktive Radikale gebildet, die mit Verschmutzungen und Luftschadstoffen reagieren und zu deren Abbau führen. Die Bestrahlung mit Sonnenlicht bewirkt beim Titandioxid außerdem die so genannte Superhydrophilie. Diese äußert sich darin, dass sich bei Bestrahlung mit Sonnenlicht auf der Oberfläche ein dünner Wasserfilm anstatt der üblichen Wassertröpfchen ausbildet, der in der Lage ist die Verschmutzung auf der Baustoff-Oberfläche effektiv zu unterwandern und abzulösen, wodurch unter Einwirkung von Wasser (z.B. Regen) die Verschmutzungen abgespült werden. Eine Herausforderung für künftige Entwicklungen werden neben Produkten für den Außenbereich wie Fassadenfarben und Putze vor allem funktionsfähige Innenraumanwendungen sein, da hier eine photoaktive Beschichtung aktiv zur Verbesserung des Raumklimas und somit zur Wohnqualität beitragen kann. Aufgrund des geringeren UV-Anteils bei der Beleuchtung von Innenräumen ist allerdings eine Aktivierung des Titandioxids nötig. Dies kann z.B. durch Dotierung des Halbleiters [13] oder Modifizierung der Oberfläche mit einem „Photosensibilisator“ [14] erreicht werden. Diese Aktivierung hat zur Folge, dass auch sichtbares Licht und nicht nur der UV-Anteil genutzt wird, um die Photokatalyse an der Titandioxid-Oberfläche zu induzieren. Die Halbleiter-Photokatalyse mit Titandioxid bietet ein weites Feld möglicher Anwendungen im Baubereich, um nachhaltig zur Wahrung der Ästhetik von Gebäuden, einem gesunden Raumklima sowie zum Umweltschutz durch Verringerung der Schadstoffbelastung im Außenbereich beizutragen. Die bereits erhältlichen Produkte sind ein aktiver Beitrag zum Umweltschutz und der Verbesserung des Raumklimas. Gerade letzteres ist in modernen Wohnungen, in denen aufgrund verschiedener Energiesparmaßnamen fast kein Luftaustausch mehr stattfindet ein nicht zu vernachlässigender Faktor. Für die großflächige Anwendung und bei Produkten für den Innenbereich besteht noch weiterer Forschungs- und Entwicklungsbedarf, um deren Effizienz und Dauerhaftigkeit zu verbessern. In dem Beitrag werden die theoretischen Grundlagen der Titandioxid-Photokatalyse umrissen, das Prinzip der Selbstreinigung erläutert und bereits auf dem Markt verfügbare sowie zukünftig denkbare Baustoffe vorgestellt. –
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beton 5/2007 ab Seite 202
Herausgeber des Artikels:
beton
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