phoTECH Bildung | Nachwuchsforscher experimentieren mit Photokatalyse

Im Rahmen des RUBIN-Bündnisses phoTECH „Photonische Luftreinigung“ betreut das phoTECH-Bildungsteam der MFPA Weimar zwei engagierte MINT-begeisterte Schüler der 9. Klasse des Goethe-Gymnasiums. Die Nachwuchsforscher – beide bereits erfolgreiche Preisträger bei „Jugend forscht“ – experimentieren regelmäßig im Schülerlabor mit photokatalytischen Titandioxid-Beschichtungen auf verschiedenen Materialien.

Im Mittelpunkt der Experimente steht der photokatalytische Abbau von Farbstoffen unter UV-Licht. Dazu beschichten die Schüler Proben unterschiedlicher (Bau)materialien mit Titandioxid (TiO₂) und untersuchen anschließend, wie sich Modell-Schadstoffe unter UV-Bestrahlung verändern und abbauen. Die Versuche zeigen anschaulich, wie Licht chemische Reaktionen auslösen kann und welches Potenzial photokatalytische Beschichtungen auf Baustoffoberflächen für die Luftreinigung besitzen.

Neben der fachlichen Vertiefung in die Photokatalyse sammeln die Schüler wertvolle praktische Laborerfahrung: Sie üben präzises Pipettieren, stellen durch Verdünnung definierte Farbstoffkonzentrationen her und erlernen die systematische Analyse und Dokumentation ihrer Versuche. Eine besondere Herausforderung ist die Planung einer experimentellen Matrix, in der verschiedene Parameter – etwa Materialtyp, Beschichtungsdicke, Beleuchtungszeit und -intensität sowie die Art des Farbstoffs – gezielt variiert werden, um optimale Bedingungen für den photokatalytischen Abbau zu ermitteln.
Besonders vielversprechend sind die bisherigen Ergebnisse mit Beton, Gips und Keramik. Auf diesen Oberflächen zeigt sich der photokatalytische Abbau der Modell-Schadstoffe unter UV-Licht besonders deutlich.

Langfristig sollen die gewonnenen Erkenntnisse auch in die Entwicklung eines festen MINT-Angebots für Schüler*innen einfließen. Ziel ist es, jungen Menschen Einblicke in wissenschaftliches Arbeiten zu ermöglichen und sie für innovative und nachhaltige Technologien wie die Photokatalyse zu begeistern.