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Wissenschaft und Forschung: Ausgabe 06/2016, 13.06.2016

Keimfreies Wasser dank UV-Strahlen

Wasser ist die Basis des Lebens und ein unverzichtbares Lebensmittel. Damit Haushalte und Industrie keimfreies Wasser nutzen kann, hat ein Student eine quecksilberfreie UV-Strahlungsquelle für die Wasserbehandlung entwickelt.

Autor: Martina Weiland-Söker Redakteurin FH Münster

Bilder: FH Münster

Ultraviolettes Licht kann Keime im Wasser abtöten. Quecksilberdampflampen liefern diese UV-Strahlen und werden daher häufig zur Desinfektion eingesetzt. Quecksilber gehört jedoch zu den gesundheitsschädlichen Schwermetallen. Deshalb ist Mike Broxtermann, Doktorand des Fachbereichs Chemieingenieurwesen der FH Münster, auf der Suche nach einer umweltfreundlichen und energieeffizienten Alternative. Der Jungwissenschaftler arbeitet im Forschungsprojekt «Fluoro UV» mit dem Ziel, eine quecksilberfreie UV-Strahlungsquelle für die Wasserbehandlung zu entwickeln. «Nach der ‹Minamata-Konvention› wird es ab 2020 grundsätzlich verboten sein, quecksilberhaltige Leuchtmittel zu produzieren oder zu verkaufen», erklärt Thomas Jüstel. Der Chemiker betreut Broxtermann während seiner Promotion und ist gleichzeitig Projektleiter des vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) finanzierten Projekts.

Zellschädigende Wirkung.

Neben den Forschern der FH Münster gehören das Deutsche Zentrum Luft- und Raumfahrt (DLR) sowie zwei privatwirtschaftliche Unternehmen zu den Kooperationspartnern in diesem Projekt. «Wir erzeugen die UV-Strahlung mit einer Xenon-Excimerlampe und haben damit schon gute Erfahrungen gemacht», sagt Broxtermann. Diese Lampe liefere die richtige Wellenlänge, um die keimabtötende Wirkung zu erzielen. «Interessant ist besonders UV-C-Strahlung, da diese kurzwellige Strahlung ausgesprochen zellschädigend wirkt,» so Broxtermann. Ein Leuchtstoff im Innern der Lampe erzeugt das gewünschte Strahlungsspektrum. «Die desinfizierende Wirkung konnten unsere Projektpartner vom DLR bereits im Test mit Mikroorganismen nachweisen», erklärt Jüstel.

Verlängerte Lebensdauer.

Deshalb versucht der Doktorand nun die Lebensdauer der Excimerstrahler zu erhöhen. «Dazu habe ich zunächst untersucht, wie der Alterungsprozess des Leuchtstoffs abläuft, um ihn nun zu verzögern und möglichst lange hinauszuzögern.» Daher beschichtet Broxtermann die Leuchtstoffkörnchen mit einer strahlungsstabilen Schutzschicht. Dabei darf natürlich die Strahlungsausbeute nicht leiden. Mehrere 1000 Stunden müssen die Lampen dann im Versuchsraum laufen und dabei die erforderliche UV-Strahlung erzeugen. Ziel ist letztlich eine Lebensdauer wie bei Quecksilberdampflampen von rund 10» 000 Stunden zu erreichen. «Meist platzt die Beschichtung während des Alterungsprozesses ab, deshalb habe ich ein neues Verfahren für eine haltbarere Beschichtung entwickelt.» Da bisherige Beschichtungen, die auf einem nasschemischen Weg erzeugt werden, nicht dicht genug seien, um eine ausreichende Schutzwirkung zu realisieren, habe Broxtermann das neue Verfahren zur Darstellung einer dichteren, besser schützenden Beschichtung entwickelt. Und die ersten Ergebnisse zeigen, dass er auf dem richtigen Weg ist.



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FH Münster
www.fh-muenster.de