Zwei Test-Fischchen aus Plastik haben technisch die Nase vorn. Ihr Wasser wird mithilfe einer neuen Technologie auf Basis von UV-Leuchtdioden (Light Emetting Diode, LED) und Photokatalyse gereinigt – das sind Prozesse, die durch Licht in Gang kommen.
Ein Konsortium aus Mittelständlern und dem Cork Institute of Technology hat das Wasser-Reinigungs-Gerät entwickelt. Ein europäisches Forschungsprogramm hatte sie zusammengebracht. Man braucht dazu: Titandioxyd und UV-Leuchtdioden.
Patrick Dunlop, Photokatalyse- Wissenschaftler an der University of Ulster:
“Wir laden Glaskugeln in ein kleines Gehäuse und bestrahlen ihre Beschichtung aus Titandioxyd (TiO2) dann mithilfe von Leuchtdioden mit UV-Strahlen. Das Wasser gelangt aus dem Aquarium einen Reaktor, wandert rund um die Spirale über die beschichteten Titandioxyd-Perlen und wird zurückgepumpt ins Aquarium.”
UV-Strahlen werden im Allgemeinen zur Wasseraufbereitung genutzt, weil diese besonderen Lichtstrahlen viele Bakterien und Viren abtöten. Normalerweise nimmt man dazu Quecksilberdampflampen. Sie sind nicht umweltfreundlich, teuer im Betrieb und hinterlassen ökologisch einen großen Fußabdruck. Forscher des Cork Institute of Technology arbeiteten an UV-Leuchtdioden-Lampen. Da muss man sich zuallererst für eine Wellenlänge entscheiden…
Liam Lewis, Researcher am Zentrum für Advanced Process and Photonics Analysis, Cork Institute of Technology:
“Das Licht kommt aus diesem Gerät hier, rennt die Faser entlang in diesen Detektor. Und von dem Detektor erhalten wir auf dem Bildschirm ein Bild, das uns die Intensität und Verteilung des Lichts anzeigt. Mit diesen Daten können wir das Gerät typologisieren, können es effizient betreiben. Und sie sagen uns etwas über den Input, den wir für verschiedene Reaktor-Modelle brauchen.”
Natalia Rebrova, Spezialistin für Computermodelle, Cork Institute of Technology:
“Wir verändern die Intensität des UV-Lichts und messen die Menge an Strahlen, die auf der Oberfläche auftreffen, um den Abstand zwischen der UV-Quelle und der Schale zu optimieren. Die Geschwindigkeit der chemisch- physikalischen Reaktion hängt von der Intensität des UV-Lichts ab – man kann also berechnen, wie schnell das Wasser gereinigt wird.”
Leuchtdioden haben Rückenwind, vor allem die UV-Leuchtdioden, sagt der Koordinator des Projekts.
Niall Bolster, Aqua-Pulse-Projektkoordinator, Director of Sales von Epi-Light:
“Die Leuchtdioden-Technologie kommt erheblich voran, wir bekommen immer mehr Anfragen von Menschen, die momentan nicht mit der Technik arbeiten und gespannt auf den richtigen Moment warten, um Leuchtdioden bei sich in den Prozess einzubauen – das gilt für eine ganze Reihe von Anwendungen.”
Die Photokatalyse ist sehr effektiver Weg, um Schadstoffe in einer geringen Konzentration loszuwerden. UV-bestrahltes Titandioxyd wirkt stärker als Chlor. Wenn die Bakterie im Wasser mit der Oberfläche des Katalysators in Kontakt kommt, setzt sie das photokatalytische Verfahrens außer Gefecht.
Zuerst dachte das Konsortium an einen Einsatz in der Großindustrie – dann kam man auf den Reaktor, der das ökologische Gleichgewicht von Aquarien bewahrt.
Jan Procházka, Chemieingenieur, Advanced Materials:
“Industrielle Lösungen können sehr effizient hohe Schadstoff-Konzentrationen bekämpfen. Aber an einen gewissen Rest kommt man sehr schwer ran, da kann Photokatalyse sehr nützlich sein. Wir sehen aber, dass die großen Unternehmen wegen der Kosten nicht alle so scharf auf diese Art der Reinigung sind – das braucht einen langen Atem.”
Der Wasser-Reinigungs-Reaktor soll nun dafür sorgen, dass der Industrie ein Licht ausgeht.