LWB arbeitet an quecksilberfreier Desinfektion

 

Das Leuchtstoffwerk Breitungen (LWB) hat gemeinsamen mit der FH Münster und der GVB GmbH eine UV-Licht-transparente Schutzschicht auf Basis von Aluminiumoxid entwickelt. Damit können quecksilberfreie Desinfektionslampen erzeugt werden.

 

UV-Lichtquellen auf Basis quecksilberhaltiger Entladungslampen werden seit Jahrzehnten für die Desinfektion von Wasser, Oberflächen und Luft eingesetzt. Deren harte UV-Strahlung von 254 nm zerstört DNA/RNA und kann daher Bakterien und Viren sehr effektiv inaktivieren. Wie wichtig solche Eigenschaften sind, wird uns gerade in der Zeit von Corona stark verdeutlicht.

Für eine schnelle Wirkung der UV-Strahlung, zum Beispiel bei der Aufbereitung von Trinkwasser, werden Hochleistungsstrahler eingesetzt. Diese Lampen haben sich in der Industrie bewährt und sind mit mehr als 10.000 Betriebsstunden langlebig und effizient. Es gibt jedoch zwei wesentliche Nachteile: Zum einen sind diese Lampen quecksilberhaltig und zum anderen muss erst eine gewisse Betriebstemperatur erreicht werden, um ausreichend UV-Strahlung zu erzeugen. So ist zum Beispiel eine dezentrale Anwendung in Wasserhähnen nicht möglich, weil in den kurzen Entnahmezyklen die UV-C-Lichtquelle nicht ihre volle Leistung entfaltet.

Eine echte Alternative könnten UV-Strahlungsquellen auf Basis einer Xenon-Entladung (Xe-Excimer Lampen) darstellen. Diese sind frei von Schwermetallen und stellen umgehend nach dem Einschalten ihre volle Strahlungsleistung bereit.  Jedoch kann die Strahlung der Xenon-Entladung von 172 nm nicht unmittelbar genutzt werden.  Hier kommt LWB mit dem Einsatz von speziellen Phosphat-Leuchtstoffen ins Spiel, welche die Strahlung der Xenon-Entladung effizient in UV-C Strahlung umwandeln.

Anne Schmidt, Projektleiterin für die Entwicklung von Partikelbeschichtungen erklärt, dass sich diese Leuchtstoffe von ihren spektralen Eigenschaften sehr gut für den Einsatz in Xe-Excimer Lampen eignen, jedoch auf Dauer dem aggressiven Xe-Plasma nicht gewachsen sind.     

In dem gemeinsamen Projekt mit der FH Münster (AG Prof. Thomas Jüstel) und der GVB GmbH (hochreine Quarzgläser & Lampenfertigung) wurde nun eine UV-Licht transparente Schutzschicht auf Basis von Aluminiumoxid entwickelt. Diese wird auf den Anlagen der LWB mittels Gasphasenabscheidung auf die Leuchtstoffpartikel aufgebracht. LWB beherrscht diesen sogenannten CVD-Prozess und setzt ihn bereits bei anderen Leuchtstoffsystemen für Besonnungs- und Elektrolumineszenzlampen im Tonnenmaßstab ein. Erste Tests in Xe-Lampen haben gezeigt, dass die Betriebszeit der UV-C Leuchtstoffe im Xe-Plasma massiv gesteigert werden konnte (siehe Grafik).

„Die Schutzwirkung einer mit ca. 100-200 nm hauchdünnen Al2O3-Schicht ist wirklich bemerkenswert. Im Vergleich dazu: Ein menschliches Haar ist ca. 10.000 nm stark“, betont Anne Schmidt.

Die Projektpartner sind überzeugt, dass dieses positive Ergebnis einen wichtigen Beitrag zu einer quecksilberfreien UV-C-Technologie und damit zu einer effektiven Desinfektion leisten kann. Bis zur Vermarktung werden noch weiterer Optimierungsschritte und Testreihen durchgeführt.  

 


Excimerstrahler im Hüllrohr

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