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Nachhaltigkeit

Luft von Stickoxiden befreien

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Schadstoffe aus der Luft reinigen

p.a.b.-Technologie 

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NACHHALTIG HANDELN

Der Schutz unserer Umwelt und des Klimas gehört zu den größten Herausforderungen unserer Zeit. Als verantwortlich und nachhaltig handelndes Unternehmen besetzt Lithonplus dieses Thema mit höchster Priorität. Mit der »p.a.b.«-Technologie für Betonwaren ist eine viel versprechende Maßnahme zur Luftreinhaltung entwickelt worden: Schadstoffe in der Luft werden nach dem Vorbild der Natur mittels photokatalytischer Reaktion reduziert und ein Beitrag zum Umwelt- und Gesundheitsschutz geleistet. Die Kombination aus dem Innovationspotenzial von HeidelbergCement und dem Know-how von Lithonplus auf dem Gebiet der Betonwarenfertigung hat diese Entwicklung möglich gemacht.

 

           

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Ein Lösungsansatz für saubere Luft

Saubere, schadstofffreie Luft ist für Umwelt, Gesundheit und Wohlbefinden ein entscheidendes Kriterium. In vielen Großstädten und Ballungsgebieten stellt die Luftqualität allerdings mittlerweile ein großes Problem dar. Neben Feinstaub sind vor allem Stickstoffoxide (NO, NO2) die relevantesten Schadstoffe. Stickstoffoxide entstehen vorwiegend bei Verbrennungsprozessen. Insbesondere Abgase von Fahrzeugen im Straßenverkehr tragen zu einer Anreicherung in der Luft bei. Stickstoffoxide erhöhen das Risiko von Atemwegsinfektionen und begünstigen chronische Bronchitis. Überdies gelten sie gerade im Sommer als Auslöser für die Bildung von gesundheitsschädlichem Ozon in bodennahen Schichten. 

 

Grenzwerte für Stickstoffdioxide

Eine Verordnung über Immissionswerte (39. BImSchV) schreibt seit 2010 für Stickstoffdioxide Grenzwerte zum Schutz der menschlichen Gesundheit vor. Seitdem müssen ein Jahresmittelwert von 40 μg/m³ und ein 1-Stunden-Mittelwert von 200 μg/m³ eingehalten werden. Die Praxis zeigt, dass die Grenzwerte an straßennahen Messstationen vielerorts überschritten werden. Weitere Maßnahmen zum Abbau der Schadstoffbelastung in der Luft haben zu  erfolgen, um die Vorgabewerte einzuhalten. Die »p.a.b.«-Technologie ist hierbei eine sinnvolle Ergänzung zu bereits bundesweit oder kommunal eingeleiteter Maßnahmen wie z. B. Umweltzonen, Fahrverbote oder Geschwindigkeitsbegrenzungen.

Die natürliche Photokatalyse als Vorbild

Die »p.a.b.«-Technologie basiert auf der natürlichen Photokatalyse, wonach Verbindungen durch Lichteinstrahlung, insbesondere von energiereicher UV-Strahlung, zersetzt werden. Durch die Nutzung eines Photokatalysators lässt sich der natürliche Ablauf der Photolyse, der in der Regel sehr langsam abläuft, beachtlich beschleunigen. Nach der Zugabe von Photokatalysator-Partikeln in Betonprodukte, wirken deren Oberflächen ebenfalls wie Photokatalysatoren. Sie sind in der Lage, Stickstoffoxide (NOx) zu oxidieren und somit der Umgebungsluft zu entnehmen. Die Schadstoffmenge in der Luft wird reduziert.

Funktionsweise

Als Katalysator dient eine spezielle Form des Titandioxids. Partikel des Titandioxids sind in dem Zement enthalten, der für den Vorsatz der Pflastersteine eingesetzt wird. Hierdurch erhält die Oberfläche die photokatalytische Aktivität. Unter Einwirkung von Tageslicht lassen sich auf diese Weise Luftschadstoffe , insbesondere Stickstoffmonoxid (NO) und Stickstoffdioxid (NO2) zu Nitrat (NO3-) oxidieren und aus der Luft entnehmen. Das wasserlösliche Nitrat wird beim nächsten Regen von der photokatalytischen Oberfläche abgewaschen.

Einsatzgebiete & Produkte

Besonders lohnenswert ist der Einsatz photokatalytischer Produkte in der Nähe des Straßenverkehrs, also dort, wo die Schadstoffe entstehen und wo mit entsprechend hoher Luftschadstoffbelastung zu rechnen ist. Dort können Betonpflaster in Gehwegen, Fahrbahnen und in angrenzenden Plätzen und Höfen für eine bessere Luftqualität sorgen. 

Jedes Betonprodukt kann mit photokatalytisch aktiver Oberfläche hergestellt werden. Einschränkungen bei gestalterischen und funktionalen Anforderungen gibt es hierbei nicht. Sogar eine Kombination mit dem Oberflächenschutz »b.c.s.«-Technologie ist problemlos möglich. Die »p.a.b.«-Technologie ist am Produkt selbst nicht zu erkennen. Auch auf die Gebrauchstauglichkeit der Betonprodukte wirkt sie sich nicht aus: die Eigenschaften des Zements und damit die des Betons werden durch die Zugabe von Titandioxid nicht beeinflusst.

ABBauraten

Wie stark die Stickstoffoxidkonzentration in der Luft verringert werden kann, hängt von Parametern wie der Lichtintensität, der Strömungsgeschwindigkeit
und der Stickstoffoxidkonzentration der Luft ab. Spezielle Messstände im Labor erlauben die Variation dieser Parameter und ermöglichen hierdurch die Simulation verschiedener Umweltbedingungen. Es ist erwiesen, dass bei Berührung der Stickstoffoxide mit der photokatalytisch aktiven Betonoberfläche deren Gehalt in der Luft deutlich verringert wird.

Der Nachweis über die photokatalytische Oxidation der Stickstoffoxide in der Luft ist inzwischen wissenschaftlich mehrfach erbracht worden, u. a. durch das von der EU geförderte PICADA Projekt (Photocatalytic Innovative Coverings Applications for Depollution Assessment).

Was beeinflusst die Wirkamkeit?

Je größer die UV-A Strahlungsintensität ist, desto größer ist die photokatalytische Aktivität der Betonoberfläche, d. h. bei sehr  sonnigem Wetter, wenn der Stickstoffoxidanteil der Luft hoch ist, ist die Wirksamkeit am größten. Aber auch bei geringen Intensitäten wird ein signifikanter Abbau der Luftschadstoffe erreicht. Ebenso zeigt sich, dass die Minderungen bei niedrigen Windgeschwindigkeiten höher sind als bei großen. Da im Regelfall niedrige Windgeschwindigkeiten mit honen Schadstoffkonzentrationen einhergehen, können photokatalytisch aktive Betonoberflächen
einen Beitrag zur Kappung von Immissionsspitzen sein.

AUTOSTADT WOLFSBURG: P.A.B. IM EINSATZ

Ein Universum rund um das Thema Mobilitä mit einer Piazza im Konzern-Forum als Mittelpunkt des Ideen-Parks. VW ging bei der Neugestaltung einen innovativen und zukunftsweisenden Weg: Mit Schadstoff abbauendem Pflaster von Lithonplus.

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Die Natur als Vorbild: Die »b.c.s.«-Technologie wurde unter Zuhilfenahme der Bionik entwickelt. Die Idee war, funktionale Oberflächenstrukturen aus der Natur als Vorbild zu nutzen. Hierfür gibt es bei Pflanzen und Tiere viele Beispiele . So zum Beispiel beim Schwan. Das Federkleid ist immer sauber. Seine wasserabweisende Wirkung schützt vor Nässe und Verschmutzung – sein Leben lang. Diese positiven Eigenschaften galt es auf Betonoberflächen zu übertragen. 
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