Skip to main content
main-content

09.12.2013 | Umwelt | Interview | Onlineartikel

Optik-Lösungen für den Umweltschutz

Autor:
Günter Knackfuß

Am Ferdinand-Braun-Institut werden Forschungen mit neuartigen UV-Leuchtdioden betrieben. Im Interview berichtet Professor Tränkle über die Eigenschaften und vielfältigen Einsatzgebiete von der Wasserdesinfektion bis zur Therapie von Krankheiten.

Auf der Berliner Messe laser optics (18. bis 20.03.2014) werden die Wissenschaftler des Optik-Konsortiums "Advanced UV for Life" innovative Lösungen mit neuartigen UV-Leuchtdioden vorstellen. Die Forschungsergebnisse können nicht nur in industrialisierten Regionen sondern auch in Gegenden mit knappen Ressourcen und beschränkter Infrastruktur genutzt werden.

Springer für Professionals: Warum sind die UV-LEDs wichtige Innovationstreiber?

Professor Tränkle: UV-Leuchtdioden besitzen mehrere sehr vorteilhafte Eigenschaften. Unter anderem lassen sich die Wellenlängen frei auswählen, und dadurch sind LEDs sehr flexibel einsetzbar. Sie sind zudem klein, sehr langlebig und werden immer effizienter. UV-LEDs bedeuten eine grundlegend neue Technologie für UV-Lichtquellen, die vollkommen neue Anwendungen und Produkte ermöglicht. Sie sind aber nicht nur innovativ, sondern auch umweltfreundlich, denn Leuchtdioden basieren auf III/V-Nitridhalbleitern. Perspektivisch können sie herkömmliche Dampflampen, die giftiges Quecksilber enthalten, ersetzen.

Welche neuen Lösungen ermöglichen diese LEDs?

Dank der frei einstellbaren Wellenlänge und frei anzuordnenden Geometrien ermöglichen sie vielfältige Applikationen. Diese reichen von mobilen UV-LED-basierten Geräten zum Sofortnachweis infektiöser Keime bis hin zur Oberflächenaktivierung. Dadurch lassen sich beispielsweise PVC-freie Folien und Planen bedrucken. PVC-Folien mit ihren umweltschädlichen Weichmachern könnten damit durch Materialien wie Polypropylen oder Polycarbonat ersetzt werden, wie vom Umweltbundesamt empfohlen.

Ein interessantes Einsatzgebiet ist die Wasserdesinfektion. Welche Vorteile ergeben sich gegenüber den gegenwärtigen Technologien?

UV-LEDs verändern weder Geruch, Geschmack, Farbe noch pH-Wert von Materialien. Sie hinterlassen auch keine stofflichen Zusätze, daher schmeckt das Wasser – anders als etwa bei der chemischen Desinfektion – neutral. Ihre Vorteile können die neuartigen halbleiterbasierten UV-Lichtquellen besonders gut bei so genannten Point-of-Use-Desinfektionssystemen zeigen, bei denen das Wasser direkt an der Entnahmestelle aufbereitet wird. Mit Solarzellen betrieben, eigenen sich derartige Systeme auch als autarke und kompakte Kleinstanlagen für Länder, die keinen flächendeckenden Zugang zu Strom und sauberem Wasser bieten.

Gibt es neben dem Wassersektor noch andere Anwendungsmöglichkeiten?

In "Advanced UV for Life" adressieren wir eine Fülle von Applikationen, vom medizinischen Bereich, etwa zur Behandlung von Volkskrankheiten wie Schuppenflechte oder Weißfleckenkrankheit, über die Sensorik bis hin zur Oberflächenbehandlung. Im Bereich der Sensorik lassen sich mit neuen Umweltgas-Messsystemen Verbrennungsprozesse in Kraftwerken linear kontrollieren und Anlagen der chemischen Industrie sicher überwachen. Und Oberflächen, die mit UV-LEDs keimfrei gemacht werden, werden nicht nur in Krankenhäusern, sondern auch in der Lebensmittel- und Sanitärindustrie benötigt – um nur einige Beispiele zu nennen.

Mit dem Konsortium verfolgen Sie den Ansatz einer vollständigen Wertschöpfungskette. Was versprechen Sie sich davon?

Wir vernetzen die zentralen Akteure in allen Bereichen der Entwicklung und Verarbeitung von UV-LEDs, vom Material bis hin zu fertigen Anlagen und Prozessen. Ziel ist es, Wertschöpfung im eigenen Land zu generieren. Das bedeutet, mit einer Zukunftstechnologie Arbeitsplätze zu schaffen und den Standort Deutschland international wettbewerbsfähig zu halten.

Hauptsächlich forschen Sie ja auf dem Gebiet der Lasertechnik. Welche Projekte bestimmen gegenwärtig Ihren Arbeitstag?

Wir bearbeiten am Ferdinand-Braun-Institut vielfältige Themen. Besonders interessant sind derzeit Hochleistungs-Diodenlaser, die so effizient und kompakt sind, dass sie sich für die direkte Materialbearbeitung eignen. Ein Durchbruch im Maschinenbau, da der Umweg über deutlich größere Festkörper- oder Gaslaser, die bislang von Halbleiterlasern lediglich gepumpt werden, nicht mehr notwendig ist. Sie sind die Voraussetzung für deutlich kompaktere und flexiblere Maschinen, um Metalle zu schneiden oder zu schweißen. Wir bearbeiten aber auch interessante Projekte in der Mikrowellen- und Leistungselektronik. So haben wir beispielsweise digitale Leistungsverstärker entwickelt, die neue, leistungsfähige Mobilfunkstandards – wie zuletzt UMTS und WiMAX – überhaupt erst ermöglichen. Das Neue an den FBH-Verstärkern ist, dass sie digitale Signale verstärken und erst nach der Verstärkung wieder analoge Signale ausgeben. Das macht sie deutlich energieeffzienter als bisherige Verstärker – ein Wirkungsgrad von bis zu 100 Prozent ist theoretisch möglich.

Die Hintergründe zu diesem Inhalt

2011 | OriginalPaper | Buchkapitel Zur Zeit gratis

Wasseraufbereitung

Quelle:
Mutschmann/Stimmelmayr Taschenbuch der Wasserversorgung

BranchenIndex Online

Die B2B-Firmensuche für Industrie und Wirtschaft: Kostenfrei in Firmenprofilen nach Lieferanten, Herstellern, Dienstleistern und Händlern recherchieren.

Whitepaper

- ANZEIGE -

Systemische Notwendigkeit zur Weiterentwicklung von Hybridnetzen

Die Entwicklung des mitteleuropäischen Energiesystems und insbesondere die Weiterentwicklung der Energieinfrastruktur sind konfrontiert mit einer stetig steigenden Diversität an Herausforderungen, aber auch mit einer zunehmenden Komplexität in den Lösungsoptionen. Vor diesem Hintergrund steht die Weiterentwicklung von Hybridnetzen symbolisch für das ganze sich in einer Umbruchsphase befindliche Energiesystem: denn der Notwendigkeit einer Schaffung und Bildung der Hybridnetze aus systemischer und volkswirtschaftlicher Perspektive steht sozusagen eine Komplexitätsfalle gegenüber, mit der die Branche in der Vergangenheit in dieser Intensität nicht konfrontiert war. Jetzt gratis downloaden!

Bildnachweise