Fraunhofer-Institut für Schicht- und Oberflächentechnik IST
Darstellung eines Plasmaluftreinigers.
Luftreinigung zur Reduzierung aerosolgetragener Keime
PlasmaAirCleaner – Reinigung von Raumlust mittels Plasma
Die schnelle Übertragung von Infektionskrankheiten durch aerosolgetragene Keime wie das SARS-CoV-2-Virus in geschlossenen Räumen ist besonders hoch. Die Entwicklung neuer und praktikabler Lösungen zur Reinigung von Raumluft wurde insbesondere im Zusammenhang des pandemischen Geschehens mit COVID-19 beschleunigt. Die Forschenden im Bereich der Plasma- und Oberflächentechnik des Fraunhofer IST haben in Zusammenarbeit mit der HAWK Göttingen und dem Fraunhofer WKI einen Luftreiniger entwickelt, der die Vorteile von Plasma, UV-C und Photokatalyse miteinander vereint. Dabei erfüllt der »PlasmaAirCleaner« die Funktion der Luftreinigung und ermöglicht zeitgleich eine Oberflächendesinfektion beispielsweise in Krankenhauszimmern.
Bündelung des Know-hows aus Plasma-, Oberflächentechnik und Simulation
Das Wirkprinzip des PlasmaAirCleaners beruht auf der Kombination verschiedener physikalischer Methoden in zwei unterschiedlichen Prozessmodi: Die direkte Reinigung der Raumluft durch das Durchströmen des Luftreinigers und die Reinigung und Desinfektion der Oberflächen im Patientenzimmer durch freigesetztes Ozon. Letzteres erfolgt automatisiert ohne Anwesenheit von Personen im Raum. Bei der Konzeptionierung und Optimierung des Luftreinigers haben Strömungssimulationen einen maßgeblichen Anteil. Im Patientenzimmer der Zukunft soll der Luftreiniger erprobt und weiter optimiert werden.
Kombination der Wirkmechanismen – Luftreinigung und Oberflächendesinfektion in einem Gerät
Der Plasma-Luftreiniger im Aktivkohle-Modus in einem Wartezimmer: Durch eine spezielle »Bypass-Funktion« soll die durchströmende Raumluft entweder durch die Aktivkohle oder an ihr vorbei geleitet werden können. Im »Aktivkohle-Modus« müssen dabei sämtliche Richtwerte für Gaskonzentrationen im Raum eingehalten werden.
Im »Bypass-Ozon-Modus« sollen hingegen die Oberflächen im Raum durch ausströmendes Ozon entkeimt werden. Rotes Licht signalisiert den aktivierten Ozon-Modus.
Technische Komponenten im Plasma-Luftreiniger.
Simulation und Modellierung von fluiddynamischen Prozessen und Partikeln
Simulation der Partikelströmung in einem Krankenhauszimmer mit zwei Betten und einem PlasmaAirCleaner.
Das Strömungsfeld im Patientenzimmer.