de.wedoany.com-Bericht: Ein neuartiges photokatalytisches Material mit Kern-Schale-Struktur auf Basis von Titandioxid, das von der China Railway Shanghai Design Institute Group Co., Ltd. in Zusammenarbeit mit der Zhejiang Sci-Tech University entwickelt wurde, ist im ersten Komfort-Touristikzug „Star des Jangtse-Deltas“ im Einsatz. Der Zug startete kürzlich von Shanghai aus und nahm rund 200 Reisende mit auf eine 18-tägige Reise nach Xinjiang. Laut Li Wei, Direktor des Instituts für Gesundheitsumgebungen der China Railway Shanghai Design Institute, wurde der Zug kurz vor der Abfahrt mit einer photokatalytischen Dispersionslösung besprüht, um die Luftqualität in den Waggons zu verbessern und einen Gesundheitsschutz für die überwiegend älteren Fahrgäste zu gewährleisten.
Photokatalytische Materialien, insbesondere nanoskaliges Titandioxid, sind seit 1972 in der internationalen Wissenschaft für ihre starke Fähigkeit bekannt, organische Stoffe abzubauen. Sie zersetzen die organischen Nährstoffe, die Bakterien und Viren benötigen, sind physikalisch-chemisch stabil und für den Menschen unschädlich. Die Industrialisierung traditioneller photokatalytischer Materialien stand lange vor zwei großen Hürden: Sie wirken nur im ultravioletten Lichtbereich und sind daher für Szenarien wie Schienenfahrzeug-Innenräume oder große Büroräume ungeeignet; zudem fehlt ein geeigneter organischer Träger, was die alltägliche Anwendung einschränkt.
Das neue photokatalytische Material löst diese Probleme durch eine „Vogel-im-Käfig“-Struktur. Professor Wang Sheng von der Zhejiang Sci-Tech University erklärt, dass Titandioxid wie ein „Vogel“ fungiert, der von einer porösen Siliziumdioxid-Hülle als „Käfig“ umgeben ist. Gasförmige Schadstoffmoleküle werden durch die kleinen Poren der Hülle ins Innere gesogen, kommen mit dem photokatalytischen Material in Kontakt und werden in Kohlendioxid und Wasser zersetzt, die dann durch die Poren wieder freigesetzt werden – ein Reinigungszyklus. Diese nanoskalige Kern-Schale-Struktur schützt nicht vor Photokorrosion und verbessert die Stabilität des Materials, sondern erweitert auch den Anwendungsbereich der Photokatalyse von UV-Licht auf sichtbares Licht.
Das Material kann zudem auf organischen, flexiblen Trägern wie Textilien oder Folien haften, ohne diese zu korrodieren, wie es bei traditionellen photokatalytischen Materialien der Fall ist. Dadurch eröffnen sich Anwendungen in antibakterieller Kleidung, Filtern für Haushaltsgeräte und mehr. In den Schlafwagen des „Star des Jangtse-Deltas“ und des „Jangtse-Delta-Zugs“ für Seniorenreisen nach Xinjiang blieb die antibakterielle Rate nach 50 Wäschen stabil bei 99 %; in Tests in Musterwohnungen lag die Formaldehydkonzentration in Innenräumen dauerhaft unter dem nationalen Grenzwert.
Ende 2024 gründeten die Zhejiang Sci-Tech University und die China Railway Shanghai Design Institute ein gemeinsames Forschungszentrum für neuartige Raumluftreinigungsmaterialien. Das Team benötigte ein Jahr, um das Kernprodukt „Photokatalytisches Luftreinigungsgerät“ zu standardisieren und in der Praxis anzuwenden, und erweiterte das Material auf Anwendungen in Bau- und Dekorationsmaterialien, gesundheitsfördernden Textilien und funktionalen Beleuchtungsprodukten. Li Wei erklärte, dass in Zukunft die Materialeigenschaften optimiert, die Nutzung von sichtbarem Licht verbessert, die Kosten gesenkt und die Produktpalette erweitert werden soll. Geplant ist die Entwicklung eines „photokatalytischen + intelligenten“ Luftreinigungssystems sowie die Förderung von Branchenstandards.
