Katalyse-Forschung 25.03.2024, 11:14 Uhr

Sonnenkraft: Diese Wandfarbe reinigt sich selbst und baut Schadstoffe ab

Durchbruch in der Katalyse-Forschung: Forschende der TU Wien haben eine Wandfarbe entwickelt, die sich durch Sonneneinstrahlung selbst reinigen und Schadstoffe aus der Luft chemisch abbauen kann.

Wand streichen

Herkömmliche Wandfarbe verschmutzt mit der Zeit, sodass regelmäßig neu gestrichen werden muss.

Foto: PantherMedia / Yellowj (YAYMicro)

Jeder kennt das Problem: Wandfarben verschmutzen mit der Zeit und müssen regelmäßig erneuert werden. Und noch immer kämpfen wir mit Luftschadstoffen in unseren Innenräumen. Die Notwendigkeit, Farben regelmäßig zu erneuern, steht im Widerspruch zu nachhaltigen Wohn- und Umweltprinzipien. Ein Forschungsteam der Technischen Universität Wien und der Università Politecnica delle Marche in Italien hat eine Lösung für dieses Problem entwickelt: Eine Wandfarbe, die sich unter dem Einfluss von Sonnenlicht selbst reinigt und zudem Luftschadstoffe abbaut.

Titanoxid-Nanopartikel machen es möglich

Von einer Wandfarbe, die sich selbst reinigt, träumen sicher viele. Jetzt könnte der Traum Wirklichkeit werden. Der Schlüssel zu dieser Innovation liegt in der Integration von speziell modifizierten Titanoxid-Nanopartikeln in die Farbe. Diese Partikel nutzen die photokatalytische Kraft des Lichts, um Schadstoffe aus der Luft nicht nur anzuziehen, sondern auch effektiv abzubauen. So bleibt nicht nur die Luft sauberer, auch die Wandfarbe behält ihre Schönheit und Reinheit über einen wesentlich längeren Zeitraum.

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„Schon seit Jahren versucht man, spezielle Wandfarben zum Reinigen der Luft zu verwenden“, sagt Prof. Günther Rupprechter vom Institut für Materialchemie der TU Wien. „Titanoxid-Nanopartikel sind in diesem Zusammenhang besonders interessant. Sie können ein breites Spektrum von Schadstoffen binden und abbauen.“

Zu den Schadstoffen, die aus der Luft entfernt werden können, zählen zum Beispiel  Haushaltschemikalien oder Emissionen aus Baumaterialien und Möbeln. Herkömmliche Titanoxidpartikel mussten jedoch mit UV-Licht aktiviert werden, um ihre reinigende Wirkung zu entfalten – eine Anforderung, die in Innenräumen nur schwer zu erfüllen ist.

Die Innovation des Forschungsteams bestand darin, die Partikel so zu modifizieren, dass sie bereits durch das breitere Spektrum des sichtbaren Sonnenlichts aktiviert werden. Dies wurde durch die Zugabe von Phosphor, Stickstoff und Kohlenstoff zu den Titanoxidpartikeln erreicht, wodurch die Partikel in der Lage sind, Schadstoffe auch ohne direkte UV-Bestrahlung abzubauen.

Prinzip der selbstreinigenden Farbe

Das Prinzip: Vom Abfall zur selbstreinigenden Farbe.

Foto: TU Wien

Müll als Rohstoff

Für die Herstellung der Titanoxid-Nanopartikel verwendete das Forschungsteam Recyclingmaterial bei Metallspäne, ein Nebenprodukt industrieller Prozesse, das normalerweise als Abfall betrachtet wird, und getrocknete Olivenblätter, ein organisches Restprodukt aus der Landwirtschaft, dienen als Ausgangsstoffe für die Gewinnung der benötigten Elemente. Dieser reduziert nicht nur den Bedarf an neuen Rohstoffen, sondern trägt auch zur Abfallvermeidung bei.

Darüber hinaus stellt die effiziente Nutzung von Sonnenlicht zur Aktivierung der photokatalytischen Eigenschaften der Wandfarbe einen wichtigen Schritt in Richtung energieunabhängiger Reinigungslösungen dar. Die Fähigkeit der Wandfarbe, Schadstoffe aus der Luft zu entfernen und sich selbst zu reinigen, minimiert zudem den Bedarf an chemischen Reinigungsmitteln, was wiederum die Umweltbelastung reduziert.

Das bewirkt die neue Wandfarbe

Diese Modifizierung hat weitreichende Konsequenzen für die Anwendbarkeit und Wirksamkeit der Wandfarbe. In Labortests zeigten die behandelten Oberflächen eine beeindruckende Fähigkeit zur Schadstoffreduktion: Bis zu 96 Prozent der auf die Oberfläche aufgebrachten Schadstoffe konnten unter Einwirkung von Sonnenlicht abgebaut werden. Dieser hohe Schadstoffabbau unterstreicht das Potenzial der Farbe, die Luftqualität in Innenräumen deutlich zu verbessern.

Neben der Verbesserung der Luftqualität zeichnet sich die Wandfarbe durch ihre Langlebigkeit aus. Die Selbstreinigungsfunktion verhindert die Ansammlung von Schmutz und Schadstoffen, die herkömmliche Farben mit der Zeit verfärben und ihre ästhetische Wirkung beeinträchtigen. Die Notwendigkeit, Wände neu zu streichen, wird dadurch erheblich reduziert, was sowohl ökonomische als auch ökologische Vorteile mit sich bringt.

Wie geht es mit der selbstreinigenden Wandfarbe weiter?

Die neue Wandfarbe vereint einige Vorteile in sich, so macht sie Luftschadstoffe unschädlich und hält länger als herkömmliche Farbe. Laut Forschungsteam ist sie zudem noch rohstoffschonend in der Herstellung und kann aus recycelten Materialien gewonnen werden. Hört sich alles danach an, als sollte weiter an der selbstreinigenden Wandfarbe forschen und sie zu kommerzialisieren.

Eine Kommerzialisierung ist geplant, wie das Forschungsteam mitteilt und weitere Experimente werden durchgeführt. Zukünftige Forschungsarbeiten könnten darauf abzielen, die Effizienz der Photokatalyse unter verschiedenen Lichtbedingungen weiter zu verbessern oder die Palette der abbaubaren Schadstoffe zu erweitern.

Hier geht es zur Originalpublikation

Ein Beitrag von:

  • Dominik Hochwarth

    Redakteur beim VDI Verlag. Nach dem Studium absolvierte er eine Ausbildung zum Online-Redakteur, es folgten ein Volontariat und jeweils 10 Jahre als Webtexter für eine Internetagentur und einen Onlineshop. Seit September 2022 schreibt er für ingenieur.de.

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