Sauber dank Chemie
Forschungen für frische Luft und gereinigtes Wasser
In Detlev Möllers Labor schnurrt eine Waschmaschine der besonderen Art. Ein dünner Wasserfilm rinnt an den Wänden durchsichtiger Zylinder herunter. Im Zentrum eine Leuchtstoffröhre. Was dem bloßen Auge verborgen bleibt: Hier wird das Wasser von organischen Schadstoffen gereinigt, die einer Reihe anderer Verfahren widerstehen. Zum Beispiel chlororganische Verbindungen, wie sie in Krankenhausabwässern anfallen, oder Altlasten in Laugen aus der Bodensanierung.
Möller ist Inhaber des Lehrstuhls für Luftchemie und Luftreinhaltung der TU Cottbus. Seit der Gründung im Jahr 1994 ist das Institut in Adlershof angesiedelt und das Themenspektrum hat sich erweitert. Zur Reinigung von Abwässern setzt Möller auf das Prinzip der photokatalytischen Ozonung. Dabei wird eine dünne Schicht aus Titandioxid durch UVA-Licht dazu angeregt, Elektronen an vorbeiströmendes Ozon abzugeben. Es bilden sich OH-Radikale (Hydroxyl-Radikale), die sich mit den organischen Verunreinigungen aus dem Wasser verbinden und sie so unschädlich machen. „Weil wir nicht – wie bisher üblich – Sauerstoff, sondern Ozon einsetzen, das aus drei Sauerstoffatomen besteht, wird das Verfahren wesentlich effektiver“, erläutert Möller.
Zurzeit arbeiten die Adlershofer Forscher daran, die Beschichtung von Glas mit Titandioxid dahingehend zu optimieren, dass sie gut haftet und gleichzeitig aktiv bleibt. „Außerdem“, sagt Möller, „soll künftig statt Glas Kunststoff, zum Beispiel Plexiglas, als Unterlage genutzt werden, weil es nicht bricht und kostengünstiger ist.“ Sein Traum: Die antibakterielle Trinkwasseraufbereitung in südlichen Ländern einmal dadurch zu ermöglichen, dass das Wasser einfach über eine solche Schicht läuft, die vom Sonnenlicht aktiviert wird.
Die Behandlung von Abwässern ist nur ein Teil seiner Arbeit. Eigentlich ist Detlev Möller Spezialist für die Chemie der Luft. Früher, so berichtet er, wurde er Schwefel-Möller genannt. Mittlerweile, da die argen Probleme der Luftverschmutzung gelöst sind, sei daraus CO2-Möller geworden. CO2 ist nicht nur ein Problem bei Kohlekraftwerken. Auch in Biogasanlagen entsteht das klimaschädliche Gas. Wenn im Fermenter zum Beispiel Bioabfälle zu Methan vergoren werden, bildet sich bis zu 40 Prozent CO2. Will man das Biogas nicht gleich vor Ort nutzen, etwa als Brennstoff für Blockheizkraftwerke (BHKW), so kann es auch ins Erdgasnetz eingespeist werden. Dafür muss es allerdings gereinigt werden, und das bedeutet insbesondere, das CO2 abzutrennen.
Dafür gibt es bereits eine Reihe kommerzieller Verfahren, wie die Aminwäsche. Hierbei wird das CO2 in einer Aminlösung absorbiert. Um es anschließend speichern oder anderweitig nutzen zu können, muss es wieder ausgetrieben werden. Bisherige Verfahren brauchen dafür Temperaturen von 140 Grad Celsius. Als Alternative hat Möllers Mitarbeiter Siegfried Gantert den Einsatz von Ultraschall vorgeschlagen. Hierbei bilden sich winzige Vakuumbläschen, die durch die Flüssigkeit schießen. Aufgrund des enormen Unterdrucks drängt das CO2 in die Bläschen und wird so zügig herausbefördert. „Der Vorteil ist, dass wir nur noch Temperaturen von 60 Grad Celsius brauchen, die die Blockheizkraftwerke als Abwärme liefern“, sagt Möller. Nun gilt es, die optimalen Parameter für diesen Prozess zu finden, wie die Frequenz und Intensität des Ultraschalls, das passende Volumen des Wassers und das Design des Reaktors. „Außerdem muss eine Alternative zur Aminlösung gefunden werden“, sagt Möller, „denn auch die ist noch nicht an die Behandlung von Biogas angepasst.“
von Uta Deffke