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Jul 22, 2023

Die Abwärme von Lampenlichtern könnte Schadstoffe in Innenräumen entfernen

19. August 2023 Ellen Phiddian ist Wissenschaftsjournalistin bei Cosmos. Sie hat einen BSc (Honours) in Chemie und Wissenschaftskommunikation sowie einen MSc in Wissenschaftskommunikation, beide vom Australian National

19. August 2023

Ellen Phiddian ist Wissenschaftsjournalistin bei Cosmos. Sie hat einen BSc (Honours) in Chemie und Wissenschaftskommunikation sowie einen MSc in Wissenschaftskommunikation, beide von der Australian National University.

Ein Team koreanischer Forscher hat einen Weg gefunden, Schadstoffe in Innenräumen zu entfernen, indem es die Abwärme von Lampenlichtern nutzt.

Sie haben eine Beschichtung für Lampenschirme entwickelt, die flüchtige organische Verbindungen (VOCs) aus der Luft entfernen und in harmlose Nebenprodukte umwandeln kann.

Die Beschichtung funktioniert derzeit nur bei Halogenlampen und anderen Glühbirnen, die viel überschüssige Wärme erzeugen, aber die Forscher hoffen, sie bald auf effizientere LEDs umzustellen.

VOCs sind kleine, kohlenstoffhaltige Substanzen wie Acetaldehyd und Formaldehyd, die von Farben, Kunststoffen, beim Kochen und anderen Haushaltsquellen emittiert werden.

„Obwohl die Konzentration von VOCs in einem Zuhause oder Büro gering ist, verbringen Menschen mehr als 90 % ihrer Zeit in Innenräumen, sodass sich die Belastung mit der Zeit summiert“, sagt Dr. Hyoung-il Kim, Forscher an der Yonsei-Universität in Südkorea.

„Konventionelle Methoden zur Entfernung von VOCs aus der Raumluft basieren auf Aktivkohle oder anderen Arten von Filtern, die regelmäßig ausgetauscht werden müssen“, sagt Minhyung Lee, ein Doktorand in Kims Labor.

Kim und Kollegen haben Katalysatoren untersucht, die eine chemische Reaktion auslösen können, die VOCs in CO2 umwandelt. Da die VOC-Konzentration in Innenräumen niedrig ist, ist die erzeugte CO2-Menge so gering, dass sie harmlos ist – sie entspricht der Menge, die Menschen ausatmen.

Chemische Reaktionen benötigen normalerweise etwas Energie, um zu funktionieren. Das Team hat Thermokatalysatoren untersucht, die Wärme nutzen, um die Reaktion auszulösen.

Sie haben einen Katalysator entwickelt, der hauptsächlich aus Titandioxid (einem weißen Pigment, das in Zahnpasten, Lebensmitteln, Sonnenschutzmitteln und Farben verwendet wird) und winzigen Mengen des Edelmetalls Platin besteht.

Dieser Katalysator kann eine hohe Konzentration an flüchtigen organischen Verbindungen (VOCs) bei Raumtemperatur reduzieren, er zeigte jedoch eine bessere Leistung bei der Beschichtung der Innenseite eines Halogenlampenschirms.

Überschüssige Wärme der Lampe erhitzte den Schirm auf 120 °C, wodurch der Katalysator in der Lage war, selbst geringe Mengen an VOCs zu entfernen.

Die Forscher versuchen nun, die Reaktion mit billigeren Metallen als Platin, wie Eisen und Kupfer, zum Laufen zu bringen.

Sie beschäftigen sich auch mit Photokatalysatoren, die Licht anstelle von Wärme nutzen, um Reaktionen auszulösen, damit sie mit LEDs arbeiten können.

LEDs erfreuen sich zunehmender Beliebtheit als Lichtquelle, da sie nicht den Großteil ihrer Energie als Wärme verschwenden – das bedeutet aber auch, dass sie nicht die Temperaturen erzeugen, die für die Funktion dieses Katalysators erforderlich sind.

Die Verwendung von Licht anstelle von Wärme zur Katalyse der Reaktion würde dieses Problem lösen.

„Unser oberstes Ziel ist die Entwicklung eines Hybridkatalysators, der das gesamte Spektrum von Lichtquellen, einschließlich UV- und sichtbarem Licht, sowie Abwärme nutzen kann“, sagt Kim.

Die Forscher haben ihre Arbeit auf der Herbsttagung 2023 der American Chemical Society vorgestellt.

Ursprünglich von Cosmos veröffentlicht als „Abwärme von Lichtern könnte Schadstoffe in Innenräumen entfernen“.