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Fassade 4.0 – innovativ, intelligent, nachhaltig
Moderne Baustoffe für Fassaden mit
hocheffektiven photokatalytischen
Eigenschaften
Dr. Thomas Koch
Munich, January 18th, 2019
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2 Dr. Th. Koch, January 18th, 2019
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3 Dr. Th. Koch, January 18th, 2019
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4 Dr. Th. Koch, January 18th, 2019
Silicate Based
External Wall Paints
Photoactive
Concrete
Front Elements
Photoactive
Rooftop Tiles Street Cover (chippings from
photoactive hp-concrete)
Photoactive
Concrete Paving Stones
Application
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5 Dr. Th. Koch, January 18th, 2019
Content
- KRONOS Products and Applications
- PureBau - Application of Photocatalysis
- Photocatalytic Solutions for Fassades
- Summary
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6 Dr. Th. Koch, January 18th, 2019
6
KRONOS
INTERNATIONAL, Inc.
Company
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7 Dr. Th. Koch, January 18th, 2019
KRONOS
KRONOS INTERNATIONAL, Inc.
Inventor of Titanium Dioxide Pigment (SP 1916, CP 1984)
Producer of Titanium Dioxide (TiO2)
Pigment + Special Products
Yearly Production: 560 000 t
TiO2-Photokatalysts
Leverkusen
Today
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8 Dr. Th. Koch, January 18th, 2019
Products and Application
Leverkusen
Werk Leverkusen
TiO2 – daily life luxury good
2015 consumption per year and head Germany 5 kg
China 500 g
Bangladesch 50 g
yearly market volume: 7 000 000 t
usage almost everywhere in daily life
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9 Dr. Th. Koch, January 18th, 2019
Leverkusen
Werk Leverkusen
TiO2 – daily life luxury good
2015 consumption per year and head Germany 5 kg
China 500 g
Bangladesch 50 g
yearly market volume: 7.500.000 t
usage almost everywhere in daily life
Products and Application
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10 Dr. Th. Koch, January 18th, 2019
Left: Ore = Black Part
Ilmenite
Rutile
!
? ?
Gloss, Gloss-Haze,
Tinting Strength,
Hiding Power,
Stability, Brightness,
Powder Flowability,
Matrix Adoption,
Dispersibility, …
TiO2 - Pigment
Right: Pigment = White Part
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11 Dr. Th. Koch, January 18th, 2019
TiO2 - Pigment Production
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12 Dr. Th. Koch, January 18th, 2019
K2360
„Dense Skin“
Pigment
for Coatings and
Multi-Purpose
2010 - 2018
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13 Dr. Th. Koch, January 18th, 2019
„Dense Skin“
Pigment
For Coatings
and
Multi-Purpose
2010 - 2018
K2360
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14 Dr. Th. Koch, January 18th, 2019
K2360
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15 Dr. Th. Koch, January 18th, 2019
What is Nano?
circle diameter 60 µm
hair diameter 3 µm
tip diameter hair 0,3 µm
circle diameter 1,5 mm
photocatalytic active raw material
d50 primary: 0,010 µm - 0,3 µm
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16 Dr. Th. Koch, January 18th, 2019
1932 - 2018
KRONOS K1171 / K1002
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17 Dr. Th. Koch, January 18th, 2019
KRONOS K1171 / K1002
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18 Dr. Th. Koch, January 18th, 2019
Characteristic Energy Diagram
TiO2 d50 Quelle: Herminghaus, Wet granular Matter, 2013
106 x > than Van der Waals
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19 Dr. Th. Koch, January 18th, 2019
KRONOClean K7000
2006 - 2014
2014 - 2018
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20 Dr. Th. Koch, January 18th, 2019
KRONOClean K7000
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21 Dr. Th. Koch, January 18th, 2019
KRONOClean K7000
2014 - 2018
Carbon - Surface Treated
Visible Light Photocatalyst
200 nm
transparent
opaque
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22 Dr. Th. Koch, January 18th, 2019
Photocatalysts
KRONOClean K7050
white
KRONOClean K7000
beige
KRONOClean K7453
opaque, 1 µm
KRONOClean K7454
transparent, 0,08 µm
KRONOClean K7403
opaque, 1 µm
KRONOClean K7404
transparent, 0,08 µm
UV light UV light
+ Vis light treatment
dis
pers
e
dis
pers
e
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23 Dr. Th. Koch, January 18th, 2019
Photocatalysis
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24 Dr. Th. Koch, January 18th, 2019
Photocatalysis
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25 Dr. Th. Koch, January 18th, 2019
Photocatalytical Activities
Activities for reduction of different molecules of pure
photocatalyst under light irradiation
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26 Dr. Th. Koch, January 18th, 2019
Photocatalysis
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27 Dr. Th. Koch, January 18th, 2019
Air Cleaning Effect
Lumination Time
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28 Dr. Th. Koch, January 18th, 2019
Self Cleaning Effect
Time (h:min)
1 ppm, ISO NO Test
Before
Lighting
After
Lighting
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29 Dr. Th. Koch, January 18th, 2019
Example of Self Cleaning
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30 Dr. Th. Koch, January 18th, 2019
Example of Self Cleaning
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31 Dr. Th. Koch, January 18th, 2019
Example of Self Cleaning
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32 Dr. Th. Koch, January 18th, 2019
Application Self Cleaning / Air Cleaning
https://www.steag.com/de/modalcontent/02-leistung/kraftwerksnebenprodukte/photoment/
© 2019 STEAG GMBH
Photoment®
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33 Dr. Th. Koch, January 18th, 2019
Application Self Cleaning / Air Cleaning
F.C. Nüdling Betonelemente GmbH & Co. KG (FCN), Dr. Fangbing Song
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34 Dr. Th. Koch, January 18th, 2019
Application Air Cleaning
ERLUS AG (ERLUS), Dr. Carsten Ackerhans
Halle A3 Stand 403
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35 Dr. Th. Koch, January 18th, 2019
Application Air Cleaning
ERLUS AG (ERLUS), Dr. Carsten Ackerhans Halle A3 Stand 403
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36 Dr. Th. Koch, January 18th, 2019
Spray Application Self Cleaning / Air Cleaning
Activated 2011 - Values from 2018: 2 % to 9 % NOX reduction
Research Project with BAST
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37 Dr. Th. Koch, January 18th, 2019
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38 Dr. Th. Koch, January 18th, 2019
KRONOS INTERNATIONAL, Inc. (KRONOS), Dr. Thomas Koch
F.C. Nüdling Betonelemente GmbH & Co. KG (FCN), Dr. Fangbing Song
Lead:
Partner Companies:
Dyckerhoff GmbH (Dyckerhoff), Andrea Kreuzburg
ERLUS AG (ERLUS), Dr. Carsten Ackerhans
Omicron-Laserage Laserprodukte GmbH (Omicron), Sönke-Nils Baumann
Kiwa GmbH (Kiwa), Dr. Ralf Röben
Keimfarben GmbH (Keimfarben), Bettina Heyne
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39 Dr. Th. Koch, January 18th, 2019
KRONOS INTERNATIONAL, Inc. (KRONOS), Dr. Thomas Koch
Leibniz Universität Hannover, Institut für Technische Chemie (TCI),
Prof. Dr. Detlef Bahnemann
Research Partner:
Fraunhofer-Institut für Schicht- und Oberflächentechnik (IST),
Frank Neumann
Technische Universität Braunschweig, Institut für Hochfrequenztechnik (IHF),
Dr. Hans-Hermann Johannes
Technische Universität Berlin, Institut für Bauingenieurwesen (BAU),
Prof. Dr. Dietmar Stephan
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40 Dr. Th. Koch, January 18th, 2019
Application
Average Deposition Rate 1,2 cm/s
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41 Dr. Th. Koch, January 18th, 2019
Demonstration of Application
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42 Dr. Th. Koch, January 18th, 2019
KEIM SOL-Silicate External Wall Paint
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für saubere
Oberflächen
Ohne Photokatalysator
7 Jahre Freibewitterung im 45° Winkel
Mit
Photokatalysator
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04.02.2019 / 47
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Halle B6
Stand 6.315
Bettina Heyne
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48 Dr. Th. Koch, January 18th, 2019
Example of Application
Halle A2
Stand 318
Stefan Heess
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49 Dr. Th. Koch, January 18th, 2019
München
Halle A2
Stand 318
Stefan Heess
Example of Application
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50 Dr. Th. Koch, January 18th, 2019
Example of Application
Photokatalytischer Effekt
über Hydrophobisierung
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51 Dr. Th. Koch, January 18th, 2019
Demonstration of Application
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52 Dr. Th. Koch, January 18th, 2019
Environmental Modelling – Wind Model, incl. Gas Reactions
• NOX concentration
• SW wind weak
• NO PHOTOACTIVITY
• NOX concentration
• SW wind weak
• HIGH PHOTOACTIVITY
Prof. Dr. Michael Bruse, ENVI-met.com, Essen
Deposition rate: 0,2 cm/s
It is possible to reduce the concentration of NOX up to 12%.
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53 Dr. Th. Koch, January 18th, 2019
Self Cleaning (Adsorbed Organics) and Air Cleaning (VOC and NOX)
Simulation Example
Fronts, roofs, walk – used for NO2,O3 destruction;
Average deposition rate 0,4 cm/s => in average 30% decrease of air pollution per
year <=> 100 days of total prohibition of heating and driving (fossil energy)
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54 Dr. Th. Koch, January 18th, 2019
Self Cleaning (Adsorbed Organics) and Air Cleaning (VOC and NOX)
Simulation Example
Fronts, roofs, walk – used for NO2,O3 destruction;
Average deposition rate 0,4 cm/s => in average 30% decrease of air pollution per
year <=> 100 days of total prohibition of heating and driving (fossil energy)
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55 Dr. Th. Koch, January 18th, 2019
Measurement Tool
Omicron Laserage
Rodgau, Germany
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56 Dr. Th. Koch, January 18th, 2019
Summary