Stickoxidabbau durch Fotokatalyse

Das Bevölkerungswachstum in Städten weltweit ist ungebrochen. Mit den Menschen steigt die Verkehrsdichte und damit die Belastung der Umwelt: Gesundheitsschädliche Abgase, Feinstaub und Smog sind einige der negativen Folgen. Schadstoffe wie Stickoxide (NOx) wirken sich belastend auf die Atemwege aus, hohe Mengen von CO₂ fördern den klimarelevanten Treibhauseffekt. Der Hersteller Heidelbergcement hat mit Tiocem einen Portlandhüttenzement entwickelt, der in der Lage sein soll, Luftschadstoffe abzubauen. Die aus ihm hergestellten Betonprodukte finden größtenteils dort Anwendung, wo die höchste Luftschadstoffbelastung entsteht: an Straßen und Kreuzungen mit hohem Verkehrsaufkommen.

Der Zement enthält nano-kristallines Titanoxid (TiO₂), das eine fotokatalytische Reaktion auslöst. Ähnlich wie bei der Fotosynthese bei Pflanzen, ist auch beim Zement das Sonnenlicht dafür verantwortlich: Unter seiner Einwirkung werden Stickoxide in neutrale Bestandteile aufgespalten. Als natürlicher Fotokatalysator wirkt dabei das Titandioxid, auf dessen Oberfläche sich stark reaktive Radikale bilden. Diese sind in der Lage, mit organischen und anorganischen Substanzen zu reagieren. Dabei wird gesundheitsschädliches NOx in ungiftiges NO₃ überführt. Das entstandene Nitrat mineralisiert an der Betonoberfläche und fließt beim nächsten Regen ab. Da sich der Katalysator nicht verbraucht, bleibt die fotokatalytische Reaktion während der gesamten Lebenszeit der Betonoberfläche erhalten.

Die Verarbeitung von Tiocem erfolgt wie bei jedem anderen Zement; seine Einsatzmöglichkeiten sind vielfältig. Er kann in Form von Pflastersteinen und Fahrbahndecken, als Lärm- oder Sichtschutzwand oder als Außenputz, in Fassadenverkleidungselementen und Betondachsteinen zur Anwendung kommen. Darüber hinaus ist er für die Herstellung von Transportbeton und Betonfertigteilen geeignet. Ein Einsatzbeispiel für den Spezialzement sind die neuen Freiflächen am ehemaligen Sitz der Dortmunder Unions-Brauerei. Am verkehrsreichen Wallring gelegen, sind sie mit Bodenplatten aus Ortbeton ausgestattet. Diese bestehen aus einem 18 cm starken Unterbeton und einem 5 cm dicken Oberbeton, der mit Tiocem hergestellt wurde. Ziel des Dortmunder Projektes ist es, den NO₂-Immissionswert dauerhaft unter den Grenzwert von 40 µg/m³ im Jahresmittel zu senken. Erste Ergebnisse sind im Sommer 2013 zu erwarten.