Grundlagen der energieeffizienten Abscheidung und Inaktivierung von COVID-19 Aero-solen mithilfe eines ozonfreien Elektrostatischen Abscheiders für die Anwendung in Innenräumen

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Ulrich Riebel
• Fachliche Zuordnung: Mechanische Verfahrenstechnik
• Förderung: Förderung von 2021 bis 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 468800814

Aerosole sind ein wesentlicher Faktor für die Verbreitung von COVID-19 und anderen viralen und bakteriellen Infektionen. Primär entstehen Tröpfchenaerosole, die an der Luft meist innerhalb kurzer Zeit eintrocknen. Der typ. Größenbereich der Aerosole liegt im Bereich von 0,1 µm bis 100 µm. Aufgrund der geringen Sinkgeschwindigkeit können sich Aerosole längere Zeit in der Luft halten, so dass in geschlossenen Räumen eine gefährliche Viruslast entstehen kann. Aerosole < 5 µm können bis in die Alveolen inhaliert werden und gelten daher als besonders infektiös.Elektroabscheider (EA) sind per se hervorragend für die Abscheidung von feinen Aerosolen im Größenbereich 0,1 – 100 µm geeignet. Zudem erlaubt der extrem geringe Druckverlust von EAs (einige Pa) die Verwendung von langsam laufenden, sehr geräuscharmen Ventilatoren. Dies ist ein wesentlicher Faktor für die Akzeptanz von Aerosolabscheidern in Innenräumen. Der EA bietet auch, anders als Filter, günstige geometrische Voraussetzungen für die Inaktivierung der abgeschiedenen Aerosole mittels Ionen und UV-Bestrahlung. Problematisch ist jedoch die mehr oder weniger ausgeprägte Bildung von Ozon (O3) da O3 schon in Konzentrationen ab 0,1 mg/m³ (ca. 70 ppb) toxisch wirkt. Das vorliegende Projekt verfolgt daher den Ansatz, die Grundlagen für den Bau eines neuen Typs von von O3-freien Elektroabscheidern bereitzustellen, der für die Anwendung in Innenräumen geeignet ist. Da O3 bei höheren Temperaturen sehr schnell zerfällt, sollte es daher möglich sein, die Bildung von Ozon im Elektroabscheider durch eine Beheizung des Sprühdrahts grundsätzlich zu verhindern. Weitere Aspekte des Projekts betreffen die Inaktivierung von Virus-Modell-aerosolen durch UV-Licht, mögliche Wechselwirkungen zwischen UV-Licht und O3 und die mögliche Bildung von sekundären Aerosolen durch Reaktionen von VOCs in der Korona-Zone.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen