Photo- und elektrochemische Verfahren

Photokatalyse

Photokatalytische Beschichtungen - Präparation der Beschichtungsanlage.
© Ronald Frommann
Photokatalytische Beschichtungen - Präparation der Beschichtungsanlage.

Photokatalytisch aktive Beschichtungen werden eingesetzt, um Oberflächen selbstreinigende Eigenschaften zu verleihen, Luft und Wasser zu reinigen oder Bakterien, Algen und Pilze abzutöten. Organische Verschmutzungen werden dabei durch Bestrahlung mit Licht geeigneter Wellenlänge, meist UV-Licht, zu H2O und CO2 abgebaut. Die Photokatalyse verzichtet dabei grundsätzlich auf zusätzliche chemische Substanzen und zählt somit zu den umweltfreundlichsten und nachhaltigsten Technologien.

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Galvanotechnik

Additive Manufacturing: Galvanische Abscheidung auf filigranen 3D-gedruckten Strukturen.
© Fraunhofer IST, Falko Oldenburg
Additive Manufacturing: Galvanische Abscheidung auf filigranen 3D-gedruckten Strukturen.

Unter Galvanotechnik versteht man die elektrochemische Abscheidung von metallischen Überzügen auf Gegenständen. Diese Gegenstände sind in den meisten Fällen aus Metall, aber auch Kunststoffe werden immer häufiger beschichtet. Galvanisiert wird in einer wässrigen Lösung, welche die Ionen des abzuscheidenden Metalls enthält (Elektrolyt). Dabei wird eine elektrische Spannung zwischen dem zu beschichtenden Werkstück (Kathode) und einer Gegenelektrode (Anode) angelegt. Dadurch werden auf dem Werkstück die Ionen zum elementaren Metall reduziert. Das größte Anwendungsgebiet ist der Korrosionsschutz (Zink und Zinklegierungen), gefolgt von dekorativen Schichten (Chrom) und tribologischen Funktionen (Hartchrom, chemisch Nickel). Die Galvanotechnik ist gemessen an der beschichteten Fläche eine der bedeutendsten Oberflächentechniken.

Diamantelektroden

Wasserreinigung mittels Diamantelektrode.
© Fraunhofer IST, Falko Oldenburg
Abbau von blauem Textilfarbstoff mit Diamantelektroden. links: vor der Wasserreinigung, rechts: nach der Wasserreinigung mittels Diamantelektrode.

Diamantelektroden zur Wasserbehandlung

Durch die Beschichtung technischer Substrate mit leitfähigen Diamantschichten wurde am Fraunhofer IST ein neues Elektrodenmaterial mit herausragenden Eigenschaften entwickelt: die Diamantelektrode. 

Diamantelektroden sind chemisch extrem stabil und weisen das breiteste bekannte elektrochemische Fenster für die Elektrolyse von Wasser auf. An Diamantanoden lassen sich effizient Oxidationsmittel wie Ozon, Wasserstoffperoxyd und sogar Hydroxylradikale bilden, deren Oxidationskraft für hocheffiziente elektrochemische Prozesse zur Behandlung von Wasser ohne zusätzliche Chemikalien genutzt wird. 

 

Diamantelektroden zur elektrochemischen Synthese

Neben der Wasserreinigung werden Diamantelektroden am Fraunhofer IST zudem für modernste und hocheffiziente elektrochemische Synthesen eingesetzt.

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