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05.02.2018 | Oberflächentechnik | Nachricht | Onlineartikel

Biofouling umweltfreundlich beseitigen

Autor:
Nadine Winkelmann

Mariner Bewuchs an Schiffsrümpfen erhöht das Gewicht der Schiffe und somit auch den Treibstoffverbrauch und CO 2-Austoß. Eine neue umweltfreundliche Beschichtung erschwert das Ansiedeln der marinen Organismen und erleichtert die Reinigung der Schiffe. 

Es ist eines der größten Probleme in der Schifffahrt: Marine Organismen wie Seepocken, Algen oder Muscheln bewachsen in kürzester Zeit Schiffsrümpfe und greifen ihre Lackschicht an. Das Biofouling erhöht so das Gewicht des Schiffes und dessen Strömungswiderstand. Mehr Treibstoffverbrauch und CO2-Austoß sind die Folge. Um diesen Bewuchs zu vermeiden, werden weltweit überwiegend Schutzanstriche verwendet, die umweltschädliche Stoffe beinhalten und abgeben. Ein Forschungsteam der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel (CAU) und der Phi-Stone AG, eine Ausgründung der CAU mit Sitz in Kiel, hat in enger Zusammenarbeit eine umweltfreundliche Beschichtung entwickelt. Sie erschwert die Ansiedelung von marinen Organismen und ermöglicht eine leichtere Reinigung der Schiffe.

"Wir gehen davon aus, dass Biofouling den Treibstoffverbrauch von Schiffen um bis zu 40 Prozent erhöht. Das kostet die Transportindustrie weltweit über 150 Milliarden US-Dollar pro Jahr und belastet unnötig die Umwelt", erklärt Ingo Paulowicz, Vorstand der CAU-Ausgründung Phi-Stone. Dazu komme ein erheblicher Reinigungs- und Wartungsaufwand, um die Schiffsrümpfe von Seepocken und anderen anhaftenden Organismen zu befreien und wieder neu zu lackieren. Viele der existierenden Schutzanstriche sind wegen ihrer massiven umweltschädigenden Wirkung bereits verboten.

Haltbarer ohne Lösemittel 

Die Beschichtung, die die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler entwickelt haben, verbindet Umweltfreundlichkeit mit Haltbarkeit. Das Produkt kommt ohne Lösungsmittel aus und gibt keine umweltschädlichen Substanzen ins Meer ab. Die glatte Oberfläche der neuen Beschichtung erschwere es Organismen, sich an den Schiffsrümpfen anzuhaften und die Beschichtung anzugreifen. "So bleibt der biokorrosionsbeständige Farbanstrich länger erhalten und Seepocken oder Muscheln können einfach und schnell abgebürstet werden", erklärt Dr. Martina Baum, Technische Biologin aus der Arbeitsgruppe "Funktionale Nanomaterialien" von Professor Rainer Adelung, in der die Idee bereits vor einigen Jahren entstanden ist. 

Gemeinsam mit Materialwissenschaftlerin Iris Hölken untersuchte Baum die bewuchsmindernden Eigenschaften eines Polymerkomposits, das auf Polythiourethan (PTU) und speziell geformten Keramikpartikeln basiert. Sie verbessern die mechanischen Eigenschaften der Beschichtung und die Haftung des Lacks an der Schiffsoberfläche. Zusammen mit der Phi-Stone AG entwickelten sie das Material und den Beschichtungsprozess weiter. Mit schleswig-holsteinischen Firmen wurde das neue Produkt zunächst in Wasserbecken des Geomar Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung Kiel und an Schiffen getestet. "Diese Tests sind sehr gut verlaufen", so Baum. "Auf dem Schiff 'African Forest', dessen Route von Belgien bis nach Gabon in Zentralafrika führt, konnten wir nach zwei Jahren mit der Beschichtung deutlich weniger Bewuchs feststellen. Und dieser ließ sich einfach mit einem Schwamm entfernen."

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