Kaltgasspritzen hochaktiver photokatalytischer Schichten

• Applicants: Professor Dr. Detlef Bahnemann; Professor Dr.-Ing. Thomas Klassen
• Subject Area: Coating and Surface Technology
• Term: from 2009 to 2013
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 157801175

Titandioxid bietet insbesondere in der metastabilen Anatasphase eine Vielfalt von interessanten Eigenschaften: Es zersetzt als Photokatalysator unter UV-Licht organische Verbindungen und reinigt sowohl Abwasser als auch Atemluft, erzeugt photoelektrochemisch Wasserstoff und ist selbstreinigend. Die Verarbeitung von photokatalytisch aktivem Titandioxid zu Schichten für die genannten Anwendungen ist bisher allerdings schwierig. Entweder werden Bindemittel benötigt, die teilweise passivierend wirken, oder es finden aufgrund zu hoher Temperaturen Phasenübergänge zum vergleichsweise inaktiven Rutil statt.Kaltgasspritzen ist ein relativ neues Verfahren, bei dem für den Materialauftrag allein die kinetische Energie eines im Gasstrahl beschleunigten Pulvers genutzt wird, so dass kein Bindemittel benötigt wird. Wegen der niedrigen Prozesstemperaturen ist zudem kein Phasenübergang zu erwarten.Das Ziel dieses Vorhabens ist deshalb die Herstellung und die Charakterisierung von Titandioxidschichten, die mittels Kaltgasspritzen auf metallische Substrate aufgebracht werden.Die Grundlagen des Keramik-Metall-Auftrags beim Kaltgasspritzen sind noch weitgehend unerforscht. Deshalb ist es wichtig, die werkstoffphysikalischen Vorgänge beim Schichtaufbau und ihre Auswirkungen auf die photoelektrochemischen Eigenschaften systematisch zu untersuchen.Durch Kaltgasspritzen kann Titandioxid erstmals direkt auf metallisch leitende Substrate aufgebracht werden, so dass die elektrochemischen Einflüsse der großflächigen Metall-Katalysatorbindung ohne den Einfluss von Bindern grundlegend untersucht werden können.

• DFG Programme: Research Grants
• Participating Person: Dr. Frank Gärtner