Chemie & Life Sciences

Katalysatoren reinigen Innenluft

BASF entwickelt Materialien, die selektiv Schadstoffe in unbedenkliche Produkte umwandeln

07.12.2022 - Neu entwickelte Katalysatoren können Formaldehyd und Ozon aus der Raumluft entfernen.

Wir verbringen heute oft mehr Zeit in Innenräumen als an der frischen Luft. Dabei ist die Qualität der Innenluft meist geringer und Schadstoffe nehmen einen enormen Einfluss auf unsere Gesundheit sowie unser Wohlbefinden. Um dem entgegenzuwirken, können wir zwar gelegentlich die Fenster öffnen und lüften. Jedoch in Großstädten oder im Winter ist dies nicht ohne weiteres möglich, geschweige denn energiesparend. 

Forscher der BASF haben sich ihre Expertise für Katalyse zu Nutze gemacht und Materialien für die Reinigung von Innenraumluft entwickelt, die selektiv Schadstoffe in unbedenkliche Produkte umwandeln. Zwei dieser entwickelten Katalysatoren sind „Formaldpure“ und „Premair BLD“. Sie helfen, zwei der bedenklichsten Stoffe aus der Raumzuluft zu entfernen: Formaldehyd und Ozon. Die beiden neu entwickelten Katalysatoren wurden im Jahr 2022 sogar bereits mit dem Edison Patentpreis, einer Auszeichnung für die Erfindung umweltfreundlicher und nachhaltiger Technologien, in New Jersey, USA geehrt. 

Beseitigung von Formaldehyd
In unseren Häusern und Wohnungen lauern viele Gefahren für die menschliche Gesundheit. Formaldehyd bspw. ist ein giftiges Gas, das von Beschichtungen, Klebstoffen, Glasuren, Spanplatten und dergleichen bei deren Alterungsprozess in geringer Menge freigesetzt werden kann. Solche Ausdünstungen treten vor allem bei minderwertigeren Produkten auf. Doch sie können sogar zu einem echten Problem werden. Denn in geringer Konzentration kann das geruchlose Formaldehyd die menschlichen Schleimhäute irritieren und so einen gesundheitlichen Schaden verursachen. In Europa ist es daher sogar als krebserregend eingestuft.
Der Katalysator Formaldpure oxidiert bereits bei einer durchschnittlichen Raumtemperatur kontinuierlich Formaldehyd zu Kohlendioxid und Wasser. Ein Polyurethanschaum oder ein Wabenkörper aus Aluminiumfolie wird hierzu mit dem Katalysator beschichtet und in einen Luftreiniger oder eine Lüftungsanlage eingebaut. Wenn der Katalysator dabei mit Formaldehyd angereicherter Raumluft überströmt wird, wird das Gas zu CO2 und Wasser zersetzt, und damit aus der Luft entfernt. Schädliche Zwischenprodukte entstehen bei diesem Vorgang nicht und auch andere Moleküle in der Luft werden nicht angegriffen. 
Das Besondere an diesen Katalysatoren lässt sich leicht erklären: Alternative Produkte entfernen Form­aldehyd mit Hilfe von Aktivkohlefiltern. Der Nachteil bei dieser Funktionsweise ist die begrenzte Kapazität für die Absorption und die mögliche Umkehr der Absorption, die Desorption, unter bestimmten Bedingungen wie hoher Feuchtigkeit und erhöhter Temperatur. Diesen Nachteil hat ein Katalysator nicht, da er den Schadstoff zu Kohlendioxid und Wasser umsetzt und ihn so permanent aus der Luft entfernt.

Umwandlung von Ozon
Ein weiterer von BASF entwickelter Katalysator der gleichen Produktpalette ist der Premair BLD. Dieser Katalysator ist ähnlich zusammengesetzt und beinhaltet die Eigenschaft, – ebenfalls bei einer durchschnittlichen Rautemperatur – das in der Luft vorhandene Ozon in Sauerstoff umzuwandeln. Ozon tritt insbesondere in den Sommermonaten bei starker Sonneneinstrahlung als Folge anderer Luftverschmutzungen auf und kann zu Atemwegsbeschwerden führen. Das gilt insbesondere bei empfindlichen oder durch Vorerkrankungen, wie etwa Asthma, belastete Menschen. 

Internationale Zusammenarbeit
Die Entwicklung beider Katalysatoren wurde in mehrjähriger Zusammenarbeit eines Teams aus amerikanischen, chinesischen und deutschen Mitarbeitenden der BASF erreicht. Dabei sollte der Katalysator auf leicht zugänglichen, leichten und möglichst auch flexiblen Trägern platziert werden können. Aufgrund dieser Vorgaben entschied sich das Team für Polyurethanschaum und Aluminiumfolie als Substrat. Doch vor allem der Polyurethanschaum stellte dabei hohe Anforderungen an die Beschichtungstechnologie, da eine hohe Flexibilität gewünscht war. Durch einen intensiven Austausch mit Mitarbeitenden auf dem Gebiet der Beschichtungstechnologie ließ sich schließlich ein flexibles und gut haftendes Bindemittel innerhalb des Konzerns lokalisieren und in einer neuartigen Formulierung implementieren. 
Der zukunftsfähige Einsatz von Raumtemperaturkatalysatoren stellt ein weiteres Produktsegment für BASF dar. Die Katalysatoren werden derzeit bereits erfolgreich in Luftreinigern eingesetzt. 


Wolfgang Rüttinger, Senior Research Manager, BASF, Schanghai, China

Wolfgang Rüttinger ist BASF-Gruppenleiter auf dem Gebiet der petrochemischen Katalyse und in Schanghai für mehr als 16 Wissenschaftler verantwortlich. Seit 2015 ist der promovierte Chemiker mit Aufbau und Leitung eines internationalen Forschungsteams in den USA und China beschäftigt. Zusätzlich ist er Manager des globalen Grundlagenforschungsportfolios im Bereich der heterogenen Katalyse. Von 1999 bis 2006 war Rüttinger bei Engelhard in Iselin, New Jersey, USA, als Wissenschaftler tätig.

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BASF Catalysts Germany GmbH, CC/KE

Seligmannallee 1
30173 Hannover
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