Biologisch abbaubare Antifouling-Beschichtung

Nachhaltigere Antifouling-Beschichtungen für Schiffe sind gefragt. Diese innovativen Lösungen sollen weitestgehend auf Biozide verzichten und dennoch den Herausforderungen im maritimen Einsatz standhalten. Im Rahmen des vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz geförderten Projekts „BioSHIP“ wird an umweltfreundlichen Beschichtungen gearbeitet. Biologisch abbaubaren Beschichtungen sollen die Freisetzung von toxischen Schwermetallen und Mikroplastik im Meer minimieren.

Von der biozidhaltigen Beschichtung zur umweltfreundlichen Alternative

Mit über 30.000 Quadratmetern kann die Rumpffläche eines mittelgroßen Containerschiffs beeindruckende Dimensionen erreichen. Diese ausgedehnten Flächen bieten einer Vielzahl sessiler Organismen, wie Algen, Seepocken und Muscheln, einen idealen Lebensraum. Für die Schifffahrt bringt die Ansiedlung jedoch erhebliche Probleme mit sich.

Der Bewuchs (Biofouling) erhöht den Strömungswiderstand und führt zu einem gesteigerten Treibstoffverbrauch. Dies hat nicht nur höhere Kosten zur Folge, sondern trägt auch zu einem Anstieg des CO₂-Ausstoßes bei. Darüber hinaus besteht das Risiko, dass eingeschleppte Arten die Stabilität mariner Ökosysteme gefährden. Um das Biofouling zu bekämpfen, kommen in der Regel biozidhaltige Antifouling-Beschichtungen zum Einsatz, die oftmals schwer abbaubare Substanzen enthalten.

Diese haben meist unerwünschte Auswirkungen auf das Wasser und die darin lebenden Organismen. Aus diesem Grund wurde in den letzten Jahrzehnten eine große Anzahl verschiedener Ansätze verfolgt, um umweltverträglichere Schiffsbeschichtungen zu entwickeln. Dennoch basieren viele selbstpolierende Beschichtungssysteme auf problematischen Schwermetallsalzen, die in Gewässer und Sedimente gelangen.

Biozidhaltige Beschichtungen dominieren zurzeit den Markt. Durch die gezielte Freisetzung von Schwermetallen wirken sie besonders effektiv gegen Biofouling und machen etwa 80% der weltweit eingesetzten Anwendungen aus. Die meistverwendeten selbstpolierenden Beschichtungen enthalten zudem spezielle Polymere, die sich im Kontakt mit Wasser aufspalten und dadurch stets eine glatte Oberfläche schaffen, was die Besiedlung erschwert.

Die Entwicklung einer biologisch abbaubaren, selbstpolierenden Schiffsbeschichtung, die mit deutlich geringerem Anteil toxischer Schwermetalle auskommt und die Umweltbelastung minimiert, ist das Ziel des Projekts „BioSHIP“. Ein vielversprechender Ansatz für biologisch abbaubare, selbstpolierende Beschichtungen liegt in der gezielten Steuerung der Abbaurate, um eine langanhaltende Antifouling-Wirkung zu gewährleisten.

Das Projekt setzt gezielt auf nachhaltige Formulierungen, unter anderem durch den Einsatz von biobasierten Polymeren wie Polylactid (PLA) oder Chitosan-Derivate, die sich unter marinen Bedingungen kontrolliert abbauen, ohne schädliche Rückstände zu hinterlassen. Durch die gezielte Synthese funktionalisierter Additive lässt sich die Balance zwischen Haltbarkeit und biologischer Abbaubarkeit weiter optimieren.

Für eine zielgerichtete Entwicklung vereint das Projekt Expertisen aus verschiedenen Disziplinen. Die Materialentwicklung fokussiert sich auf biologisch abbaubare Polymere und innovative Lackkomponenten, die den Anforderungen an Haltbarkeit, Bewuchsschutz und Umweltverträglichkeit gerecht werden. Parallel dazu werden die Beschichtungen unter realen marinen Bedingungen getestet, wobei verschiedene geographische Regionen einbezogen werden, um eine breite Anwendbarkeit zu gewährleisten.

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