Elektrochemische Bleichmittelerzeugung

Das Ziel dieses interdisziplinär ausgerichteten Projekts bestand in der Entwicklung und Inbetriebnahme eines Reaktors zur Erzeugung sauerstoffhaltiger Bleichmittel für den Einsatz in Waschautomaten. Bleichmittel wie Wasserstoffperoxid (H₂O₂) und Peressigsäure sind Gefahrstoffe und Gefahrgüter mit einer begrenzten Lagerstabilität. Daher ist eine sichere elektrochemische Herstellung am Verbrauchsort aus ungefährlichen Ausgangsmaterialien vorteilhaft. Das in-situ erzeugte Bleichmittel H₂O₂ wird durch elektrochemische Sauerstoffreduktion an der Kathode mittels Gasdiffusionselektrode erzeugt und kann anschließend chemisch zu Peressigsäure umgesetzt werden.

Zunächst wurden geeignete kommerzielle Anoden- und Separatormaterialien experimentell untersucht und bewertet. Für die Anwendung im Waschautomaten soll ein leitungswasserbasierter Elektrolyt verwendet werden. Beim Betrieb des elektrochemischen Reaktors kommt es jedoch zu Ablagerungen von Calciumcarbonat und Magnesiumhydroxid auf der Kathode. Um dies zu vermeiden, wurde dem Elektrolyt ein Komplexbildner zugefügt und die erforderliche Konzentration ermittelt, die notwendig ist, um die Akkumulation von Ablagerungen im Reaktor auszuschließen.

Basierend auf diesen Vorarbeiten wurde ein Prototypreaktor entwickelt und mit dem Waschautomaten in Betrieb genommen. Dabei wurde die experimentell bestimmte Reinigungsleistung des Prototypreaktors in Kombination mit einem kommerziellen automatischen Dosiersystem für Flüssigwaschmittel mit der Reinigungsleistung von Pulverwaschmittel verglichen und als nahezu gleichwertig bewertet. Abschließend erfolgte noch die Ökobilanzierung des entwickelten Bleichmittelreaktors.