Bei allen Verbrennungsreaktionen entstehen Stickoxidemissionen (NOx) durch die Reaktion von Stickstoff und Sauerstoff in der Umgebungsluft. Eine maßgebliche Quelle dieser Emissionen ist die Verbrennung von Kraftstoffen im Straßenverkehr. Die emittierten Stickoxide haben negative Auswirkungen auf die Umwelt und die Gesundheit von Mensch und Tier.

Um den Gehalt an Stickoxiden in der Luft zu Reduzieren, können diese bspw. durch eine photokatalytische Reaktion in weniger schädliches Nitrat (NO³-) umgewandelt werden. Photokatalyse ist ein Mechanismus, bei dem eine Substanz („Katalysator“) durch Licht („Photo“) angeregt wird, um eine chemische Reaktion einzuleiten oder zu beschleunigen. Ein möglicher Photokatalysator für die Umwandlung von Stickoxiden ist Titandioxid (TiO2) in der Anatas-Modifikation. Es gibt verschiedene Möglichkeiten photokatalytisch aktive TiO2-Beschichtungen herzustellen. In herkömmlichen Anstrich- und Beschichtungsystemen wird Anatas in Form eingestreuter Partikel verwendet. Im Rahmen des von der Carl-Zeiss-Stiftung geförderten Projekts "Funktionalisierung smarter Werkstoffe unter Mehrfeldanforderungen für die Verkehrsinfrastruktur" wurde eine Beschichtung auf Basis von Geopolymeren entwickelt. Zu diesem Zweck wurde ein mit TiO2-dotiertes synthetisches Aluminiumsilikat als Ausgangsmaterial hergestellt. Durch chemische Aktivierung dieses Materials konnte eine neuartige Beschichtung hergestellt werden, in welcher das TiO2 chemisch gebunden vorliegt. Zur Überprüfung der photokatalytischen Aktivität des Materials wurden Mörtelplatten mit diesem beschichtet und mit einem selbst entwickeltem NOx-Messstand untersucht. Das entwickelte Beschichtungssystem und der NOx-Messstand werden auf der Hannover Messe 2025 ausgestellt. 

English: Photocatalytic Geopolymer Coating - Measuring Stand: Testing the Photocatalytic Activity of Coatings

All combustion reactions produce nitrogen oxide emissions (NOx) through the reaction of nitrogen and oxygen in the ambient air. A significant source of these emissions is the combustion of fuels in road traffic. The nitrogen oxides emitted have a negative impact on the environment and the health of humans and animals. To reduce the level of nitrogen oxides in the air, they can be converted into less harmful nitrate (NO3-) by a photocatalytic reaction, for example. Photocatalysis is a mechanism in which a substance (“catalyst”) is stimulated by light (“photo”) to initiate or accelerate a chemical reaction.

One possible photocatalyst for the conversion of nitrogen oxides is titanium dioxide (TiO2) in the anatase modification. There are various ways of producing photocatalytically active TiO2 coatings. In conventional paint and coating systems, anatase is used in the form of scattered particles.

As part of the Carl-Zeiss Foundation-funded project “Functionalization of smart materials under multi-field requirements for transport infrastructure”, a coating based on geopolymers was developed. For this purpose, a TiO2-doped synthetic aluminum silicate was manufactured as a raw material.

By chemically activating this material, it was possible to produce a new type of coating in which the TiO2 is chemically bound. To test the material's phothalocatalytic activity, mortar panels were coated with it and examined using a self-developed NOx measuring stand. The developed coating system and the NOx measuring stand will be exhibited at the Hannover Messe 2025.