Eine Schlüsseltechnologie für eine Vielzahl von gesellschaftlichen Bedürfnisfeldern ‑ Innovative Produkte für Umwelt und Gesundheit

Fachbeitrag Eine Schlüsseltechnologie für eine Vielzahl von gesellschaftlichen Bedürfnisfeldern – Innovative Produkte für Umwelt und Gesundheit Dr. Jürgen Heraeus Vorsitzender des Aufsichtsrats der Heraeus Holding GmbH Heraeus – Innovative Produkte für Umwelt und Gesundheit Globale Erwärmung, Klimakatastrophe, verunreinigtes Wasser, Trinkwasserarmut, Treibhausgase und Ozonloch – heutzutage werden wir in allen Medien flächendeckend mit alarmierenden Meldungen zum Zustand unserer Umwelt überschüttet. Ein zweites Thema von hoher gesellschaftlicher Relevanz ist die Gesundheit. Weltweit wird der Gesundheitsmarkt in Zukunft noch weiter an Bedeutung gewinnen. Der Grund ist einfach: Durch die deutlich höhere Lebenserwartung wird der Bedarf an Leistungen zur Gesunderhaltung sowohl bei Zahnersatz als auch bei der Versorgung mit Prothesen für Hüfte, Knie, Schulter und Wirbelsäule steigen. Und hier sind maßgeschneiderte Lösungen gefordert. Der Edelmetall- und Technologiekonzern Heraeus deckt mit seinem vielfältigen Produktspektrum die Markt- und Kundenbedürfnisse sowohl im Bereich Umwelt als auch im Bereich Gesundheit ab. Katalysatoren für eine saubere Umwelt Die meisten PKW sind heute mit einem Abgas-Katalysator ausgestattet, der die Verbrennungsschadstoffe Kohlenwasserstoffe, Kohlenmonoxid und Stickoxide zu Kohlendioxid, Wasser und Stickstoff umwandelt. Der Konzernbereich W. C. Heraeus liefert für die Produktion der platin- bzw. palladiumhaltigen Beschichtungen dieser Katalysatoren die wichtigen edelmetallhaltigen Vorprodukte. Ebenso werden komplette Katalysatoren für Kleinmotoren hergestellt, die mit ihrer wabenförmigen Struktur in Rasenmähern, Motorsägen und anderen Gartengeräten sowie Motorrädern für saubere Abluft sorgen. Im Auto finden sich noch weitere Umwelt fördernde Produkte von Heraeus. Platin- Temperatursensoren tragen besonders im Kraftfahrzeugbereich zur Umweltschonung bei. Mit Sensoren in PKW-Dieselpartikelfiltern, in der Ölwanne und in der Abgasrückführung erholt sich die Umwelt. So ist beispielsweise die kontinuierliche Messung der Motoröltemperatur eine wichtige Voraussetzung zur Ölgütebestimmung. Dadurch wird zum einem die Schmierfähigkeit des Öls sichergestellt, zum anderen trägt die Temperaturkontrolle auch zur Ressourcenschonung durch längere Ölwechselintervalle bei. Stichwort Hybridmotoren: Zwar stellt Heraeus keine eigenen Hybridfahrzeuge her, produziert aber als Automobilzulieferer schon heute wichtige Materialien und Bauteile für die Leistungselektronik in umweltfreundlichen Hybridmotoren. Dazu gehören Verbindungselemente wie dünne Bondbänder aus Aluminium, beschichtete Stanzteile oder metallpulverhaltige Lotpasten. Diese werden bei der Montage von Halbleitern auf Schaltungsträger benötigt. Als Alternativantrieb für den Verbrennungsmotor haben die Hybridmotoren eine viel höhere Leistung als andere elektrisch getriebene Motoren, z. B. zum Fenster öffnen. Die Leistungselektronik wandelt den Gleichstrom aus der Batterie in Wechselstrom um und regelt gleichzeitig die Drehzahl des Motors. Klimasünder Lachgas wird gezielt zerstört Beim Einsatz von platinhaltigen Katalysatoren geht es aber auch noch eine Nummer größer. Bei der Salpetersäureherstellung bzw. Düngemittelherstellung in der chemischen Industrie - „Ammoniakverbrennung“ - werden große Mengen von Katalysatoren aus Platinlegierungen in Form von gewirkten Netzen eingesetzt. Diese Netze haben einen Durchmesser von mehr als sechs Metern. Heraeus ist in der Fertigung dieser Edelmetall- Katalysatoren weltweit führend. Bei der Ammoniakverbrennung entsteht jedoch auch Lachgas in einer Nebenreaktion. Dieses Treibhausgas ist 310 Mal schädlicher als Kohlendioxid und greift die Ozonschicht an. Heraeus hat 2005 einen neuartigen Mehrstufen-Katalysator entwickelt, mit dem bei der Ammoniakverbrennung bereits die Entstehung von Lachgas um bis zu 90 % reduziert werden kann. Entscheidend an der Innovation ist ein nach geschalteter Sekundär-Katalysator, der das entstandene Lachgas gezielt zerstört. Durch eine konsequente Fokussierung auf Innovationen ist es dem Familienunternehmen gelungen, Platinnetz-Katalysatoren – die schon seit dem Jahr 1916 zum Produktprogramm gehören - nicht nur in seiner Leistungsfähigkeit sondern auch im Hinblick auf die Umweltverträglichkeit neu zu erfinden. Firmen, die diesen Sekundärkatalysator einsetzen, profitieren davon wie die südafrikanische Firma SASOL Nitro, die seit Anfang dieses Jahres in zwei Anlagen zur Salpetersäureproduktion den Mehrstufen-Katalysator einsetzt. Sasol leistet mit der innovativen Katalysatortechnik einen Beitrag zum Klimaschutz und wurde im Juli als erstes Unternehmen weltweit gelistet, das am so genannten „Lachgas-Verminderungsprojekt“ (Clean Development Program) mittels Einsatz von Sekundärkatalysatoren im Rahmen des Kyoto-Protokolls teilnimmt. Ziel des Kyoto-Protokolls ist die weltweite Eindämmung der für den Klimawandel verantwortlichen Gase. Im Rahmen des Kyoto-Protokolls kann Sasol auch in Entwicklungs- bzw. Schwellenländern CO -Zertifikate generieren. Reduziert der 2 Hersteller eine Tonne Lachgas, bekommt er dafür – bezogen auf die Schädlichkeit im Vergleich zu Kohlendioxid - 310 CO -Zertifikate gutgeschrieben. Ein Teil des Erlöses 2 kommt regionalen Projekten zum nachhaltigen Umweltschutz zu Gute. Mit dem Heraeus- Sekundärkatalysator kann Sasol nun jährlich mehrere hunderttausend Zertifikate erzeugen. Diese Innovation bietet also in mehrfacher Hinsicht Vorteile für den Kunden, für die Umwelt und die Gesellschaft. Reines Trinkwasser ohne Chlor Trinkwasser ist ein wertvolles und knappes Gut, es macht nur 2,5 Prozent der weltweiten Wasserbestände aus, der „Rest“ ist Salzwasser. Sauberes Trinkwasser ist noch seltener. Darüber hinaus wird verunreinigtes, mit Krankheitskeimen belastetes Wasser immer mehr zu einem Gesundheitsrisiko. Zwei Millionen Menschen – darunter viele Kinder – sterben jährlich an den Folgen von verunreinigtem Trinkwasser, z.B. durch Infektionen oder Durchfallerkrankungen. Seit dem Jahr 1900 ist der Trinkwasserverbrauch weltweit um das sechsfache angestiegen, während sich die Weltbevölkerung in dieser Zeit lediglich verdreifacht hat. Bedrückende Zahlen, die aber eines der Hautprobleme unserer Zeit verdeutlichen. Steht uns für die Zukunft genügend sauberes Trinkwasser zur Verfügung, und wie lässt sich dies technisch bewerkstelligen? Häufig erfolgt die Abwasserreinigung noch mit Hilfe von Chemikalien wie Chlor oder Ozon. Umweltfreundlicher, weil chemikalienfrei, lässt sich Abwasser mit energiereicher Ultraviolett-Strahlung behandeln. Dabei zerstören spezielle UV-Lampen des Konzernbereichs Heraeus Noblelight nicht nur Mikroorganismen wie Bakterien, Viren, Parasiten oder Pilze, sondern bauen auch gesundheitsschädliche Chemikalien ab. Selbst chlorresistente Krankheitserreger können inaktiviert werden. Medizintechnik Der Schlüsselmarkt Gesundheit und Medizintechnik gewinnt auch für Heraeus zunehmend an Bedeutung. Schon heute finden sich in diesem Bereich zahlreiche innovative Produkte - etwa in Herzschrittmachern, in Hüftgelenkprothesen oder in modernen Dentalimplantaten. Manchmal wollen Organe aber nicht so funktionieren, wie sie sollen. Ein Herz beispielweise kann bisweilen außer Takt geraten. Mit einem Herzschrittmacher lässt sich das Herz heute aber routinemäßig wieder in Schwung bringen. In diesen Hightech-Geräten steckt Produkt- Know-how von Heraeus, z. B. Stimulationselektroden und Führungsdrähte für Herzschrittmacher. Zum Einsatz kommen die Produkte hauptsächlich in der Kardiologie, im Herzschrittmacherbereich und der minimalinvasiven Chirurgie. Aber hier ist die Entwicklung noch längst nicht abgeschlossen. Die Verbesserung der Implantat-Oberfläche von Herzschrittmacher-Komponenten z. B. für eine bessere Biokompatibilität oder elektrische Eigenschaften ist eine der Herausforderungen. Heraeus entwickelt hierfür u. a. neue Beschichtungen zur Verbesserung der Biokompatibilität und arbeitet an der Verkleinerung der ohnehin schon nur Millimeter kleinen Stimulationselektroden. Stichwort Hüftgelenk-Prothese: Je älter man wird, desto deutlicher beschwert sich die Hüfte. Bei manchen muss dann ein künstliches Hüftgelenk für Stabilität und Mobilität sorgen. Und das Gelenk soll natürlich, wenn es schon operativ eingesetzt wird, auch lange halten. Mit dem ® Knochenzement Palacos setzt Heraeus seit über 47 Jahren den Standard in Europa und den USA, wenn es darum geht, Hüftprothesen fest im Knochen zu verankern. Allein in Europa hält das Unternehmen einen Marktanteil von 50 %. Palacos hat sich zudem als Trägermaterial für Antibiotika bewährt und schützt damit die Endoprothese vor Infektionen. Und auch hier geht die Entwicklung immer weiter. Im Blickpunkt steht dabei vor allem der Schutz des Patienten vor Infektionen, die bei einem solchen Eingriff immer im Bereich des Möglichen liegen. So wurde kürzlich ein Knochenzement mit zwei Antibiotika zugelassen, der insbesondere bei der so genannten Gentamicin-Resistenz zum Einsatz kommt. Weiteres Wachstum steckt in der Produkteinführung von neuen Biomaterialien für Gelenkersatz oder Wirbelsäulen. Fazit: mit intelligenten und innovativen Produktlösungen hilft Heraeus auf verschiedenen Gebieten und auf vielfältige Weiset, die Umwelt zu schonen, die Medizintechnik zu verbessern und damit unsere Lebensqualität zu erhöhen. Fotos zum Artikel BU: Stimulationselektrode aus Platin für Herzschrittmacher (Foto: Heraeus) BU: Platinhaltige Katalysatoren für Kleinmotoren finden sich in Rasenmähern, Motorsägen oder Motorrädern (Foto: Heraeus) BU: Ultraviolettstrahler reinigen Trinkwasser ohne Chemie. (Foto: Heraeus) BU: Spezielle Katalysatornetze senken bei der Düngemittel-Produktion den Ausstoß des Treibhausgases Lachgas (Foto: Heraeus)