TunNOₓ

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Reduktion der Stickoxidbelastung in der Umgebung von Straßentunneln mit Hilfe photokatalytischer Reaktoren

Problemstellung:

In Straßentunneln ist im generellen mit einem hohen Aufkommen an Schadstoffen zu rechnen, die nur schwer abzutragen sind und sich damit konzentrieren. Durch die hohe Konzentration an den Tunnelportalen kann die Umwelt stark beeinträchtigt werden. Besonders Stadttunnel und Tunnel, die in der Nähe von Bebauungen und Wohnanlagen stehen, können eine Gefährdung darstellen. Daher ist das kontrollierte Abtragen von Schadstoffen und die damit einhergehende Verbesserung der Abluftsysteme an bestehenden und neu zu bauenden Tunneln wichtig.

Projektziel:

Das Gesamtziel des Vorhabens ist es, Möglichkeiten zur Reduktion der fahrzeuginduzierten NOₓ-Belastung in der Abluft von Straßentunneln zu untersuchen. Zudem ist das Erstreben des Projekts, Kenntnisse im Bereich der Nutzung linienhafter photokatalytischer Reaktoren zu gewinnen. Hierbei stehen die Möglichkeit der Nachrüstung von Bestandstunneln und die Möglichkeit der Integration dieser innovativen Technologien in Neubautunneln im Fokus.

Durchführung:

Das Vorhaben, welches auf umfangreichen, experimentellen und numerischen Untersuchungen basiert, wird in zwei Teilen abgearbeitet. Im ersten Teil werden Ansätze und Konzepte zur photokatalytischen Abluftbehandlung der im Tunnel entstehenden Schadstoffe entwickelt und zugehörige Lösungen zur Integration in Straßentunnel erarbeitet. Darauf basierend soll im zweiten Teil eine realmaßstäbliche Umsetzung der konzipierten Lösung erfolgen sowie das Stickoxid-Abbauvermögen gemessen und optimiert werden. Hierbei beschäftigt sich das ISAC mit der Charakterisierung der Abgasausbreitung des stehenden Verkehrs und führt dafür numerische Simulation durch. Mit der Charakterisierung soll eine zielführende Position zur Absaugung der Schadstoffe im Tunnel ermittelt werden. Des Weiteren entsteht ein Versuchsstand, um einen Ausschnitt des realmaßstäblichen Abluftsystems und die Abbauraten experimentell zu bestimmen. Im Anschluss wird das Kosten-Nutzen-Verhältnis einer derartigen Methode der Abluftbehandlung abgeschätzt.

Kooperation

RWTH Aachen

ISAC - Institut für Straßenwesen Aachen der RWTH Aachen

AIA - Aerodynamisches Institut

Bergische Universität Wuppertal (BUW)

IAU - Physikalische und theoretische Chemie
Institut für Atmosphären- und Umweltforschung


ISAC GmbH - Ingenieurgesellschaft für Straßenwesen Aachen

Förderung

Bundesanstalt für Straßenwesen
Bundeshaushalt, Kapitel 1214, Titel 68601, Haushaltsjahr 2020, für das Verbundsystem:
„ TunNOₓ – Reduktion der Stickoxidbelastung in der Umgebung von Straßentunneln mit Hilfe photokatalytischer Reaktoren – Teilvorhaben RWTH Aachen: Experimentelle und numerische Untersuchungen der Entwicklung des Reaktors“
FE-Nr.: 88.0170/2018

Jahr der Fertigstellung / Veröffentlichung

2023

Bearbeitung

Nils Lichtenberg
Moritz Berghaus