Sonnenlicht kann Wasser reinigen

Schadstoffe im Wasser können mit Hilfe von Sonnenlicht abgebaut werden. Deutsche Chemiker entwickelten neue Photokatalysatoren, die organische Verunreinigungen auf umweltverträgliche Weise zerstören.

Wilhelm Maier und seine Kollegen von der Universität des Saarlandes in Saarbrücken bestimmten mehrere Metalloxide, die, gemischt mit anderen Metallverbindungen, Sonnenlicht absorbieren können. Sie werden dadurch mit Energie aufgeladen, die den Luftsauerstoff mit den kohlenstoffhaltigen organischen Substanzen im Wasser reagieren lässt. Die organischen Verbindungen werden schließlich, wie bei der Verbrennung, zu Kohlendioxid umgewandelt.  Ozon oder intensives UV-Licht sind als Mittel gegen Schadstoffe schon länger bekannt. Die entsprechenden Verfahren, in denen sie eingesetzt werden, sind jedoch sehr teuer. Der Photokatalysator aus Titandioxid ist eine vielversprechende Alternative. Mit ultraviolettem Licht angeregt, oxidiert er organische Verbindungen. Da jedoch nur etwa drei Prozent des Sonnenlichts im UV-Bereich liegen, reicht einfaches Tageslicht nicht aus.

 Maiers Team vermutete, dass auch Oxide anderer Metalle zur Photokatalyse mit Sonnenlicht geeignet sind. Besonders Wolfram- und Zinnoxide weisen einige der Eigenschaften auf, die Titandioxid zu einem Photokatalysator machen. Für sich alleine genommen funktionierte jedoch keine der Verbindungen

Mit anderen Substanzen, wie Chlorid- oder Nitratsalzen anderer Metalle, ‚gedopt', müssten sich die Oxide dennoch in sichtbares Licht nutzende Photokatalysatoren umwandeln lassen, glaubten die Forscher. Sie probierten also so viele Mischungen wie möglich, in der Hoffnung, einige wirksame Mischungen aufzuspüren.

Um die vielversprechenden Verbindungen schnell und preiswert von den ungeeigneten zu unterscheiden, entwickelten die Wissenschaftler einen mechanisierten Kombinationsprozess. Bislang wurden damit mehr als 200 Photokatalysatoren hergestellt und getestet.

Titan-, Zinn- und Wolframoxide wurden mit anderen Metallsalzen angereichert und auf ihre photooxidierende Wirkung auf Chlorphenol überprüft, eine mit PCB und Dioxinen verwandte Verbindung. Das Ergebnis waren verschiedene Materialien, die sich zur Dekontamination von Wasser mit Hilfe sichtbaren Lichts eignen. Die Forscher hoffen, sie durch weitere Experimente noch zu verbessern.