In der vorliegenden Studie wurden die ökologischen Auswirkungen verschiedenener Lichtquellen zur photokatalytischen Umluftaufbereitung im Automobil untersucht. Die Herstellung und Entsorgung des Umluftaufbereitungssystems wurde dabei nicht näher betrachtet, da diese Lebensphasen bereits in einem vorangegangenen Bericht ökologisch bewertet wurden und das Folgeprojekt auf die Substitution der Linex-Lampen durch energieeffizientere Lichtquellen fokussiert war. Bei der Untersuchung der photokatalytischen Abbauleistung gegenüber leicht flüchtigen organischen Verbindungen wurde im Labormaßstab eine sehr geringe Anzahl UV-A-Dioden (5 bzw. 9 Stück) verwendet. Eine Abschätzung der tatsächlich benötigten Anzahl UV-A-Dioden wurde anhand der optischen Leistung bei konstanter Katalysatoroberfläche im photokatalytischen Umluftaufbereitungssystem vorgenommen. Der Energieverbrauch während der gesamten Lebensdauer des photokatalytischen Systems wurde zunächst anhand der theoretischen Leistungsaufnahme der verschiedenen Lichtquellen abgeschätzt. Für die UV-A-Dioden mit einer optischen Leistung von 250 mW/cm3 (UV-A-Dioden 2) wurden sowohl im Dauer- als auch im Pulsbetrieb Energiemessungen vorgenommen. Durch leichte Erhöhung der Stromstärke von 500 mA auf 700 mA konnte bei diesen UV-A-Dioden eine optische Leistung von ca. 300 mW/cm2 erreicht werden. Für diesen Übersteuerungsmodus wurden ebenfalls Energiemessungen für den Dauer- und Pulsbetrieb vorgenommen und auf die benötigte Dioden-Anzahl sowie die Lebensdauer des Umluftaufbereitungssystems extrapoliert. Zur Abschätzung der ökologischen Auswirkungen der Verwendung alternativer Lichtquellen wurde eine vereinfachte Bewertung anhand der Wirkkategorien kumulierter Energieaufwände und Treibhauspotentiale vorgenommen. Die erhaltenen Ergebnisse resultieren ausschließlich aus der Energiebereitstellung in Abhängigkeit des Energiebedarfs der jeweiligen Lichtquellen. Die Untersuchungen am Photokatalysator in Bezug auf den verstärkten Abbau von Aldehyden, insbesondere Acetaldehyd, haben gezeigt, dass durch ein breites Spektrum an Modifikationen eine teilweise Verbesserung der katalytischen Konversion erzielen kann. So konnten bei der sauren Behandlung der Titandioxidschichten temporär bessere Umsatzraten erreicht werden. Die Edelmetallbeschichtung hat sich im Falle des Platins als eine Möglichkeit zur Aktivitätssteigerung ergeben; hier konnte eine Verbesserung des Umsatzes in Laborversuchen um ca. 10% erreicht werden. Am besten haben sich jedoch die Modifikationen mit Hydroxapatit herausgestellt. Erfolgreich als Dip-Coating angewandt, wurden Umsatzsteigerungen im Bereich von 20% errungen. Als Weiterentwicklung der positiven Hydroxyapatitbelegung ist die in-situ Deposition des Titandioxids mit dem Strontiumhydroxyapatit zu sehen. Die so generierten Schichten wiesen die höchsten Umsatzraten von Acetaldehyd in den Laborversuchen auf (80%).


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    Titel :

    Photokatalytische Umluftaufbereitung im Automobil. Projektbericht


    Beteiligte:
    Behrendt, Nico (Autor:in) / Wolff, Thomas (Autor:in) / Kreisel, Guenter (Autor:in)


    Erscheinungsdatum :

    2008


    Format / Umfang :

    46 Seiten, 31 Bilder, 4 Tabellen, 18 Quellen


    Medientyp :

    Report


    Format :

    Print


    Sprache :

    Deutsch




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