Forscher entwickeln Photokatalysator, der „ewige“ Chemikalien abbauen könnte
Forscher haben einen Katalysator entwickelt, der Sonnenlicht nutzt, um PFAS abzubauen, eine unglaublich stabile Klasse von Chemikalien, die als „ewige Chemikalien“ bezeichnet werden.
PFAS sind eine Klasse unglaublich stabiler Chemikalien; sie werden in der Umwelt nicht leicht abgebaut, was bedeutet, dass sie sich anreichern. Ein Prototyp eines Katalysators, der Sonnenlicht nutzt, um diese Chemikalien abzubauen, wurde von einem internationalen Team von Wissenschaftlern entwickelt, die hoffen, dass die Technologie skaliert und zur Detektion oder Entfernung von PFAS aus der Umwelt eingesetzt werden kann.
Was sind PFAS?
Polyfluoralkylsubstanzen (PFAS) sind eine Klasse von flecken- und wasserabweisenden Chemikalien, die in einer Vielzahl von Produkten wie Antihaft-Pfannen, Feuerlöschschäumen und Kosmetika verwendet werden. Sie sind chemisch äußerst stabil und zersetzen sich daher nicht leicht. Das bedeutet, dass sie sich in der Umwelt, in Wassersystemen, in der Nahrungskette und im menschlichen Körper anreichern können. Welche langfristigen Auswirkungen sie auf die menschliche Gesundheit und die Umwelt haben, ist jedoch noch unklar.
Dr. Fernanda C. O. L. Martins, die im Rahmen ihrer Promotion an der Universität São Paulo an diesem Projekt an der Universität Bath mitgearbeitet hat, sagte: „PFAS werden in vielen verschiedenen Produkten verwendet, von wasserdichter Kleidung bis hin zu Lippenstift, aber sie reichern sich mit der Zeit im Körper und in der Umwelt an und haben toxische Wirkungen.“
Der Katalysator
Forscher haben einen einfach herzustellenden Prototyp eines Photokatalysators entwickelt, der auf Kohlenstoffnitrit in Kombination mit einem starren mikroporösen Polymer basiert, das dazu beiträgt, PFAS an den Katalysator zu binden. Der Katalysator nutzt Licht, um PFAS strukturell in Kohlendioxid und Fluorid aufzuspalten, wobei die genauen Produkte vom Typ des Photokatalysators und den mikroporösen Beschichtungen oder Reaktionsumgebungen abhängen.
Martins erklärte: „Unser Projekt hat einen einfach herzustellenden Katalysator auf Kohlenstoffbasis mit einem Polymer namens PIM-1 kombiniert, um den Abbau von PFAS effizienter zu gestalten, insbesondere bei neutralem pH-Wert, wie er natürlicherweise in der Umwelt vorkommt.“
Das Team hofft, dass die Technologie in einem Sensor eingesetzt werden kann, der das beim Abbau von PFAS freigesetzte Fluorid nachweist, und sucht nach Industriepartnern, um die Technologie zu skalieren und zu optimieren.
Professor Frank Marken vom Institut für Nachhaltigkeit und Klimawandel (ISCC) der Universität Bath sagte: „Derzeit ist es sehr schwierig, PFAS nachzuweisen, da dafür teure Geräte in einem Speziallabor erforderlich sind. Wir hoffen, dass unsere Technologie in Zukunft in einem einfachen tragbaren Sensor eingesetzt werden kann, der außerhalb des Labors verwendet werden kann, um beispielsweise festzustellen, wo in der Umwelt höhere PFAS-Konzentrationen vorliegen.“
Quellenhinweis:
Intrinsically microporous polymer (PIM-1) enhanced degradation of heptadecafluoro-1-nonanol at graphitic carbon nitride (g-C3N4), RCS Advances, 2026. Martens, F.C.O.L., et al.