Effizienzsteigernde und ressourcenschonende Lösungen für Prüfkammersysteme zur Emissionsanalytik

Bauprodukte können sehr flüchtige organische Verbindungen (VVOC), flüchtige organische Verbindungen (VOC) und halbflüchtige organische Verbindungen (SVOC) emittieren. Diese Emissionen können für die exponierte Person schädlich sein und akute und langfristige Gesundheitsprobleme verursachen. Bevor diese Produkte kommerziell verwendet werden können, müssen daher ihre Emissionswerte geprüft werden.

Zur Prüfung dieser Emissionen wird ein Verfahren verwendet, das auf der Verwendung einer Prüfkammer und der anschließenden Analyse von VVOC, VOC und SVOC gemäß DIN EN 16516 beruht. Zwischen den einzelnen Messungen müssen die Kammern gründlich gereinigt und die Proben manuell entnommen werden. Dieser Prozess kann sehr zeitaufwendig und damit kostenintensiv sein, insbesondere durch die aufwändige manuelle Reinigung der Prüfkammern vor jeder Analyse und die mehrfache manuelle Probenahme während der Analyse.

Ziel des hier beantragten Projektes ist es daher, ein neuartiges Prüfkammersystem zu entwickeln, das sowohl über eine automatisierte Probenahme der Prüfkammern als auch über eine neuartige Reinigungstechnologie verfügt, die eine drastisch verkürzte Reinigungszeit ermöglicht.

Im Rahmen dieses Projektes werden drei verschiedene Reinigungsverfahren getestet: die Reinigung durch energetische Bestrahlung mit einer UV-Lampe, die Reinigung durch Ozonbehandlung mit einem Ozongenerator und die Reinigung durch funktionelle Oberflächenbeschichtungssysteme auf Basis von Photosensibilisatoren. Ziel ist es, schwer zu reinigende Komponenten wie VOC und SVOC entweder vollständig abzubauen und/oder in leicht zu reinigende Komponenten wie VVOC umzuwandeln.

Die meisten chemischen Bindungsenergien liegen im Bereich von 1-10 eV. Der Energiebereich von UV-Licht liegt bei 3-124 eV. Daher kann das auf die Moleküle auftreffende UV-Licht eine Fragmentierung dieser Moleküle bewirken. Außerdem können bestimmte UV-Lichtenergien die Bildung von Ozon bewirken, einem bekannten, sehr reaktiven Molekül, das auch VOCs und SVOCs abbauen kann. Ein Ozongenerator nutzt nur die Kraft des Ozons, um diese Moleküle abzubauen. Der letzte im Projekt verfolgte Ansatz beinhaltet die Verwendung von Photosensibilisatoren in einer Beschichtung der Innenwände der Prüfkammer. Diese Stoffe können durch ihre Aktivierung mit sichtbarem Licht reaktive Sauerstoffspezies erzeugen. Sie verhalten sich wie Ozon, reagieren aber viel schneller, was ihren Einsatz wesentlich unproblematischer macht.

Abbildung: Schematische Darstellung zur Abspaltung von VOC und SVOC in der Prüfkammer mittels einer UV-Lampe

Abbildung: Schematische Darstellung zur Abspaltung von VOC und SVOC in der Prüfkammer mittels einer UV-Lampe (links) und das neue Prüfkammerdesign (rechts)

Förderprogramm und Projektnummer

ZIM / KK5494502

Laufzeit

01.04.2023 – 31.03.2025