DE4110227A1 - Katalyseelement - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Katalyseelement, umfassend eine aus einem Strukturmaterial gebildete und Poren aufweisende Katalysestruktur, an deren Oberfläche eine Katalysatorsub­ stanz angeordnet ist.

Die bisher bekannten Katalyseelemente werden thermisch aktiviert, das heißt sie werden auf ihre Aktivierungstem­ peratur erwärmt.

Derartige Katalysatoren arbeiten dann, wenn man sie als Photokatalysatoren einsetzen will, nicht optimal.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Katalysator der gattungsgemäßen Art derart zu verbessern, daß dieser in optimaler Weise als Photokatalysator ar­ beitet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Katalysatorstruktur als Photokatalysatorelement mit einer lichtbestrahlbaren Oberfläche ausgebildet ist und daß die Poren auf der lichtbestrahlbaren Oberfläche eine Poren­ tiefe aufweisen, welche ungefähr einer Eindringtiefe des Lichts in eine Oberflächenschicht des Strukturmaterials entspricht.

Mit der erfindungsgemäßen Lösung wird erreicht, daß einer­ seits eine möglichst große Oberfläche für die Photokataly­ se zur Verfügung steht, andererseits die gesamte zur Ver­ fügung gestellte Oberfläche, insbesondere auch die Ober­ fläche in den Poren, durch das Licht aufgrund des Ein­ dringens desselben aktiviert wird und schließlich die Oberfläche auf die Größe minimiert wird, bei der eine Aktivierung durch Licht möglich ist und nicht eine unnö­ tigerweise große Oberfläche zur Verfügung gestellt wird, bei welcher große Bereiche derselben aufgrund der man­ gelnden Aktivierung durch das Licht nicht zur Photokata­ lyse genutzt werden können.

Vorzugsweise ist dabei vorgesehen, daß die Porentiefe einer mittleren Eindringtiefe von Licht mit einer Wellen­ länge im Bereich von ungefähr 200 bis 3000 nm entspricht.

Insbesondere ist vorgesehen, daß die Porentiefe einer mittleren Eindringtiefe von Sonnenlicht entspricht.

Bei der Ausführung der Katalysatorstruktur als solche sind die unterschiedlichsten Möglichkeiten denkbar.

Ein besonders bevorzugtes Ausführungsbeispiel sieht vor, daß die Katalysatorstruktur eine Vielzahl von Granulen aus Strukturmaterial umfaßt.

Vorzugsweise sind die Granulen, um optimal von Licht be­ strahlt zu werden, in Form einer Wirbelschicht angeordnet.

Die Granulen lassen sich insbesondere dann vorteilhafter­ weise durch Licht bestrahlen, wenn die lichtbestrahlbare Oberfläche der Granulen durch eine Scheibe aus lichtdurch­ lässigem Material abgedeckt ist und diese Scheibe die Gra­ nulen in einer Schicht hält, in welcher sie in optimaler Weise bestrahlbar sind.

Eine andere bevorzugte Lösung sieht vor, daß die Katalysa­ torstruktur eine Wabenstruktur aufweist.

Eine weitere bevorzugte Lösung sieht vor, daß die Kataly­ satorstruktur eine Schaumstruktur aufweist.

Bei allen vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen ist vorzugsweise die Katalysatorstruktur so aufgebaut, daß sie einen Trägerkörper umfaßt.

Der Trägerkörper kann dabei erfindungsgemäß selbst mit den Poren versehen sein und das Katalysatorelement bilden. Eine bessere Abstimmung der Porentiefe ist jedoch dann möglich, wenn der Trägerkörper mit einem die Poren bil­ denden Überzug versehen ist.

Bei Verwendung eines derartigen Überzugs sind nun mehrere Möglichkeiten denkbar. Eine vorteilhafte Möglichkeit sieht vor, daß der Überzug, der für die Ausbildung der Poren verantwortlich ist, die Katalysatorsubstanz trägt. Eine alternative Möglichkeit sieht vor, daß der Überzug selbst die Katalysatorsubstanz bildet.

Hinsichtlich der Ausbildung des Trägerkörpers wurden bis­ lang keine näheren Angaben gemacht. So sieht ein vorteil­ haftes Ausführungsbeispiel vor, daß der Trägerkörper aus Keramikmaterial gebildet ist. Besonders vorteilhaft ist es dabei, wenn der Trägerkörper aus Mischoxide umfassender Keramik gebildet ist.

Die vorstehend erläuterte Aufgabe wird bei einem Katalysa­ torelement der eingangs beschriebenen Art alternativ oder ergänzend zu den vorstehend beschriebenen Ausführungsbei­ spielen dadurch gelöst, daß die Katalysatorstruktur als Photokatalysatorelement mit einer lichtbestrahlbaren Ober­ fläche ausgebildet ist, daß die lichtbestrahlbare Ober­ fläche von einem auf einem Trägerkörper aufgebrachten Überzug gebildet ist, daß deren Überzug eine Halbleiter­ substanz umfaßt, in welcher lichtinduziert Elektronen und Löcher erzeugbar sind, und daß die Katalysatorsubstanz auf dem Überzug angeordnet und durch die Elektronen oder Löcher aktivierbar ist.

Hier wird nicht nur davon ausgegangen, daß sich lediglich die Katalysatorsubstanz durch das Licht aktivieren läßt, sondern es wird außerdem der Überzug noch dazu herange­ zogen, ergänzend zur direkten Aktivierung der Katalysator­ substanz durch das Licht diese Katalysatorsubstanz indi­ rekt zu aktivieren, um eine noch optimalere Katalysewir­ kung des Katalysatorelements zu erreichen.

Alternativ oder ergänzend zu den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen wird die erfindungsgemäße Aufgabe bei einem Katalysatorelement der eingangs beschriebenen Art noch ferner dadurch gelöst, daß die Katalysator­ struktur als Photokatalysatorelement mit einer lichtbe­ strahlbaren Oberfläche ausgebildet ist und daß an der lichtbestrahlbaren Oberfläche die Katalysatorsubstanz in Form von nebeneinander sitzenden einzelnen Clustern ange­ ordnet ist.

Durch diese besonders bevorzugte Anordnung der Katalysa­ torsubstanz wird eine noch bessere Aktivierung der Kataly­ satorsubstanz durch die zwischen den Clustern und dem Strukturmaterial gebildeten Grenzflächen erreicht und außerdem in dem Fall, daß das Strukturmaterial Halbleiter­ eigenschaften aufweisen sollte, zusätzlich noch eine opti­ male Möglichkeit geschaffen, in dem Strukturmaterial durch das Licht die Elektronen und Löcher zu erzeugen.

Vorzugsweise ist bei dem vorstehend beschriebenen Ausfüh­ rungsbeispiel vorgesehen, daß die Cluster eine Zahl von im Bereich ungefähr 10 bis ungefähr 100 Atomen umfassen.

Die Optimierung der Katalysewirkung ist ferner noch da­ durch erreichbar, daß die Cluster im wesentlichen gleich­ mäßig an der lichtbestrahlbaren Oberfläche angeordnet sind.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung sind Gegen­ stand der nachfolgenden Beschreibung sowie der zeichne­ rischen Darstellung einiger Ausführungsbeispiele. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine schematische Draufsicht auf ein erstes Aus­ führungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Katalysa­ torelements;

Fig. 2 eine Draufsicht auf ein zweites Ausführungsbei­ spiel eines Katalysatorelements;

Fig. 3 einen Schnitt durch ein drittes Ausführungsbei­ spiel eines erfindungsgemäßen Katalyseelements;

Fig. 4 einen Schnitt durch ein viertes Ausführungsbei­ spiel eines erfindungsgemäßen Katalysatorelements;

Fig. 5 eine Schnittdarstellung einer ersten Variante der Ausführungsbeispiele gemäß Fig. 1 bis 4;

Fig. 6 eine Schnittdarstellung einer zweiten Variante der Ausführungsbeispiele gemäß Fig. 1 bis 4;

Fig. 7 eine Schnittdarstellung einer dritten Variante der Ausführungsbeispiele gemäß Fig. 1 bis 4;

Fig. 8 eine Schnittdarstellung einer vierten Variante der Ausführungsbeispiele gemäß Fig. 1 bis 4.

Ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Katalysatorelements, dargestellt in Fig. 1, umfaßt eine als Ganzes mit 10 bezeichnete schaumförmige Katalysestruk­ tur, welche eine lichtbestrahlbare Oberfläche 12 aufweist, die mit Licht 14 bestrahlbar ist, so daß die Katalyse­ struktur 10 als Photokatalysatorelement wirkt.

Ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Katalysatorelements, dargestellt in Fig. 2, umfaßt eine wabenförmige Katalysestruktur 10′, welche ebenfalls eine lichtbestrahlbare Oberfläche 12 aufweist, die mit Licht aus einer Richtung 14 bestrahlbar ist.

Ein drittes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Katalyseelements, dargestellt in Fig. 3, umfaßt eine als Ganzes mit 10′′ bezeichnete Katalysestruktur, welche aus einer Vielzahl einzelner Granulen 16 zusammengesetzt ist, die in einer Schicht, beispielsweise zwischen zwei Glas­ platten 18 und 20, angeordnet und durch diese als Schicht gehalten werden. Vorzugsweise sind die Glasplatten aus Quarzglas hergestellt und Licht fällt aus einer Richtung 14 auf die Glasplatten 18 und 20, durchdringt diese und trifft auf die lichtbestrahlbare Oberfläche der einzelnen Granulen 16, so daß sie dort eine Photokatalyse initiieren.

Bei allen drei Ausführungsbeispielen der erfindungsgemäßen Katalyseelemente ist ebenfalls noch deren lichtbestrahl­ bare Oberfläche 12 von einem Strom 22 eines zu kataly­ sierenden Mediums angeströmt. Bei diesem Strom 22 handelt es sich vorzugsweise um einen Gasstrom. Es kann sich bei diesem aber auch um einen Flüssigkeitsstrom handeln, welcher die zu katalysierenden Elemente und Ver­ bindungen transportiert.

Die Katalysatorstrukturen gemäß dem ersten und zweiten Ausführungsbeispiel, dargestellt in Fig. 1 und 2, können dabei in einfacher Weise in dem Strom 22 angeordnet sein.

Bei der Katalysestruktur gemäß dem dritten Ausführungsbei­ spiel, dargestellt in Fig. 3, wird vorzugsweise der Strom 22 des zu katalysierenden Mediums zwischen den beiden Glasplatten 18 und 20 geführt oder es ist ergänzend oder alternativ dazu vorgesehen, einen Strom 22′ von zu kata­ lysierendem Medium durch Bohrungen 23 in den Glasplatten 18 und 20 zu schicken, so daß dieser die in einer Schicht angeordneten Granulen 16 an ihren Oberflächen umströmt.

Bei einem vierten Ausführungsbeispiel eines erfindungsge­ mäßen Katalysatorelements, dargestellt in Fig. 4, umfaßt eine als Ganzes mit 10′′′ bezeichnete Katalysatorstruktur ebenfalls einzelne Granulen 16 wie beim dritten Ausfüh­ rungsbeispiel, diese sind jedoch nicht in einem Festbett angeordnet, sondern in einer Wirbelschicht 24, wobei ein Gasstrom 25 die Granulen 16 in der Wirbelschicht 24 in großem Abstand voneinander hält.

Der Gasstrom 25 ist einerseits von einem Fenster 26 und andererseits von Wänden 27 umschlossen und durch diese geführt. Die Wirbelschicht erhebt sich dabei über einer mit Öffnungen 28 versehenen Bodenplatte 29, wobei die Öffnungen 28 zu einer derartigen Verteilung des Gasstromes 25 führen, daß über der Bodenplatte 29 die Granulen 16 in der Wirbelschicht 24 mit definierter Ausdehnung schweben.

Dadurch, daß die Granulen 16 in der Wirbelschicht 24 einen großen Abstand voneinander aufweisen, wird durch das in Richtung 14 einfallende und durch das Fenster 26 hindurch­ tretende Licht jede Granule 16 auf ihrer Oberfläche 12 mit Licht bestrahlt.

Das zu katalysierende Medium wird dabei in dem Gasstrom 25 mitgeführt, welcher gleichzeitig zur Aufrechterhaltung der Wirbelschicht 24 dient.

Bei einer ersten Variante (Fig. 5) einer Katalysator­ struktur gemäß den vorstehend beschriebenen vier Ausfüh­ rungsbeispielen, umfaßt diese Katalysatorstruktur einen Trägerkörper 30, welcher die Grundform der Katalysator­ struktur vorgibt, also entweder ein Schaumkörper, ein Wabenkörper oder eine Granule ist. Dieser Trägerkörper 30 ist auf seiner Trägerkörperoberfläche 32 mit einem Überzug 34 - oder auch washcoat genannt - versehen, welcher seinerseits Poren 36 bildet, die sich von einer äußeren Überzugsoberfläche 38 in Richtung der Trägerkörperober­ fläche 32 in den Überzug 34 hinein erstrecken und eine Porenoberfläche 40 aufweisen, wobei die Poren 36 zur Über­ zugsoberfläche 38 hin offen sind.

Bei Bestrahlung des Überzugs 34 mit elektromagnetischer Strahlung, vorzugsweise im sichtbaren oder infraroten Bereich, dringt diese elektromagnetische Strahlung bis zu einer Eindringtiefe E, in Fig. 5 gestrichelt angedeutet, in den Überzug 34 ein.

Erfindungsgemäß ist eine Tiefe T, mit welcher sich die Poren 36 von der Überzugsoberfläche 38 in den Überzug 34 hinein erstrecken so gewählt, daß die Tiefe T ungefähr der Eindringtiefe E der elektromagnetischen Strahlung in dem Überzug 34 entspricht, so daß sowohl auf der Überzugsober­ fläche 38 als auch auf der Porenfläche 40 angeordnete Ka­ talysatorsubstanz aktivierbar ist.

Die Katalysatorsubstanz ist in Form von Katalysatorbe­ reichen 42 auf die Porenoberfläche 40 sowie auf die Über­ zugsoberfläche 38 aufgetragen, wobei die Katalysatorbe­ reiche 42 Teilbereiche der Porenoberfläche 40 und der Überzugsoberfläche 38 überdecken.

Die lichtbestrahlbare Oberfläche 12 wird somit von der äußeren Überzugsfläche 38 als auch der Porenfläche 40 ge­ bildet, wobei aufgrund der Anpassung der Tiefe T der Poren 36 ungefähr an die Eindringtiefe E der elektromagnetischen Strahlung in den Überzug 34 mit der elektromagnetischen Strahlung im wesentlichen die gesamte in den Katalysator­ bereichen 42 vorhandene Katalysatorsubstanz zur Katalyse aktivierbar ist.

Vorzugsweise wird der Überzug 34 auf den vorgefertigten Trägerkörper in Form einer Aufschlämmung aufgetragen, die dann getrocknet wird. Dabei läßt sich die Größe der Poren 36 und deren Tiefe T durch das vorhergehende Mahlen der Ausgangssubstanz bei der Herstellung der Aufschlämmung fest­ legen.

Das Aufbringen der aus der Katalysatorbereiche 42 erfolgt durch Tränken des mit dem Überzug 34 versehenen Trägerkör­ pers 30 mit einem Salz der Katalysatorsubstanz und nachfol­ gendes Trocknen und Reduzieren des Salzes der Katalysator­ substanz, so daß die Katalysatorsubstanz letztendlich auf der äußeren Überzugsoberfläche 38 und der Porenoberfläche 40 haftet.

Bei einer zweiten Variante der in den Fig. 1 bis 4 darge­ stellten Ausführungsbeispiele einer Katalysestruktur sind diejenigen Komponenten, insoweit als sie mit denen der ersten Variante identisch sind, in Fig. 6 mit denselben Be­ zugszeichen versehen, so daß diesbezüglich auf die Ausfüh­ rungen zur ersten Variante verwiesen werden kann.

Im Unterschied zu der ersten Variante ist die Katalysator­ substanz auf der äußeren Überzugsoberfläche 38 und der Po­ renoberfläche 40 nicht in Form von Katalysatorbereichen an­ geordnet, sondern in Form von Clustern 44, welche wesentlich kleiner als die üblicherweise verwendeten Katalysatorbe­ reiche sind und ungefähr 10 bis 100 Atome der Katalysator­ substanz umfassen. Diese Cluster 44 der Katalysatorsubstanz haben einen Abstand voneinander, so daß sich seitlich eines jeden Clusters, eine Grenzfläche zwischen dem Cluster der Katalysatorsubstanz und dem Überzug 34, das heißt der äußeren Überzugsoberfläche 38 oder der Porenoberfläche 40, ergibt, welche die Aktivität der Katalysatorsubstanz bestimmt. Durch Erhöhung der Anzahl der Cluster kann die Aktivität des Katalyseelements gegen­ über Katalyseelementen mit Katalysatorsubstanzbereichen (weniger Grenzfläche) erhöht werden.

Bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen, kommen vorzugsweise folgende Materialien zum Einsatz: Bei dem ersten, in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbei­ spiel ist der Trägerkörper 30 ein Schaummaterial aus SiN, SiC, Al₂O₃, ZrO oder eine Mischkeramik.

Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel, dargestellt in Fig. 2, ist der Trägerkörper ein wabenförmiges Keramikmaterial aus einer Mischkeramik, vorzugsweise aus Mischoxiden, wie beispielsweise MgO und SiO₂ oder Al₂O₃ und SiO₂. Grund­ sätzlich können dieselben Materialien wie bei dem Schaum­ material als Trägerkörper Verwendung finden.

Bei dem dritten Ausführungsbeispiel, dargestellt in Fig. 3, ist der Trägerkörper eine Granule aus Keramik, vorzugs­ weise aus Al₂O₃ und/oder SiO₂. Grundsätzlich können die­ selben Materialien wie bei dem Schaummaterial als Träger­ körper Verwendung finden.

Bei allen drei Ausführungsbeispielen ist sowohl bei der ersten als auch bei der zweiten Variante als Überzugsma­ terial Al₂O₃ oder MgO oder SiO₂ oder ZrO denkbar.

Ferner sind bei der ersten Variante folgende Elemente als Katalysatorsubstanz einsetzbar: Rh oder Ni oder Pt oder Ru.

Diese Katalysatorsubstanzen kommen auch bei der zweiten Variante, in welcher diese in Form von Clustern 44 ange­ ordnet sind, zum Einsatz, wobei das Aufbringen der Cluster vorzugsweise durch ein Verdampfen dieser Materialien oder ein Beschießen des Überzugs mit diesen Materialien erfolgt.

Bei Verwendung eines Überzugs aus Al₂O₃ oder ZrO und dem Element Rh als Katalysatorsubstanz, aufgebracht in Form der Cluster 44, können die Halbleitereigenschaften eines Überzugs aus derartigen Materialien vorteilhafterweise zur zusätzlichen Aktivierung des für die Katalyse erforder­ lichen Komplexes aus Katalysatorsubstanz und Molekülen oder Atomen des zu katalysierenden Mediums eingesetzt werden, das heißt, daß die sich bei den Clustern 44 bil­ denden Komplexe aus Katalysatorsubstanz und beispielsweise zu katalysierendem Gas nicht ausschließlich durch Wärme­ leitung vom Überzug 34 zu den Clustern 44 aufgrund der Bestrahlung des Überzugs 34 mit elektromagnetischen Wellen aktiviert werden, sondern daß die elektromagnetischen Wellen in dem Material des Überzugs 34 zur Bildung von Elektronen und Löchern beitragen, die ihrerseits dann in den Bändern dieses Halbleiters zu den Clustern 44 wandern und den Komplex aus Katalysatorsubstanz zusätzlich in­ direkt aktivieren.

Weiterhin sind Überzüge 34, die derartige Halbleitereigen­ schaften aufweisen, folgende Materialien: NiO, ZnO, TiO₂, Cr₂O₃, CuO, MnO, V₂O₅, CoO, Fe₂O₃, RuO₂, Cu₂ O.

Bei einer dritten Variante der drei Ausführungsbeispiele einer Katalysestruktur, dargestellt in Fig. 7, ist auf den Trägerkörper 30 lediglich der Überzug 34 aufgetragen, welcher die Poren 36 bildet und eine Überzugsoberfläche 38 sowie eine Porenoberfläche 40 aufweist.

Bis auf die auf der Oberfläche des Überzugs 34 angeordnete Katalysatorsubstanz ist somit die dritte Variante iden­ tisch mit der ersten und zweiten Variante, so daß diesbe­ züglich auf die Ausführungen zu diesen Varianten Bezug genommen werden kann und im übrigen auch die Komponenten mit denselben Bezugszeichen versehen sind.

Bei diesem Ausführungsbeispiel sind die Trägerkörper aus den bereits vorstehend genannten Substanzen.

Der Überzug 34 selbst stellt bei diesem Ausführungsbei­ spiel die Katalysatorsubstanz dar und hat selbst bei Akti­ vierung durch elektromagnetische Wellen katalytische Wir­ kung.

So ist bei Ausführung des Überzugs aus ZnO der Überzug 34 zur Katalyse der NO_x-Zersetzung einsetzbar. Bei Ausführung des Überzugs 34 aus TiO₂ ist dieser zur Katalyse der Wasserdampfzersetzung einsetzbar. Bei Ausführung des Über­ zugs 34 aus Ti₂O₃ oder V₂O₅ dient der Überzug 34 selbst zur Katalyse der Methanol- und Isopropanal-Spaltung.

Bei einer vierten Variante der vier Ausführungsbeispiele der Katalysestruktur, dargestellt in Fig. 8, ist kein von der Katalysestruktur separater Trägerkörper 30 vorgesehen, sondern die Katalysestruktur bildet selbst einen Träger­ körper 50, welcher an seiner Trägerkörperoberfläche 52 mit Poren 54 versehen ist, deren Tiefe T ungefähr der eben­ falls strichpunktiert angedeuteten Eindringtiefe E von elektromagnetischen Wellen in den Trägerkörper 50 ent­ spricht.

Darüberhinaus wirkt der Trägerkörper 50 mit seiner Träger­ körperoberfläche 52 und der Porenoberfläche 56 selbst als Katalysatorsubstanz.

Vorzugsweise kommen als Materialien für den Trägerkörper 50 Heteropolysäuren in Frage, welche zur Katalysierung von Isomerisierungs- oder Oxidationsprozessen einsetzbar sind.

Claims (21)

1. Katalyseelement, umfassend eine aus einem Strukturma­ terial gebildete und Poren aufweisende Katalysestruk­ tur, an deren Oberfläche eine Katalysatorsubstanz an­ geordnet ist, dadurch gekennzeichnet daß die Katalysestruktur (10) als Photokatalyse­ element mit einer lichtbestrahlbaren Oberfläche (12) ausgebildet ist, und daß die Poren (36, 54) auf der lichtbestrahlbaren Oberfläche (12) eine Porentiefe (T) aufweisen, welche einer Eindringtiefe (E) des Lichts in eine Oberflächenschicht des Strukturma­ terials (34, 50) entspricht.

2. Katalyseelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Porentiefe (T) einer mittleren Eindring­ tiefe (E) von Licht mit einer Wellenlänge im Bereich von ungefähr 300 bis ungefähr 3000 nm entspricht.

3. Katalyseelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Porentiefe (T) einer mittleren Eindringtiefe (E) von Sonnenlicht entspricht.

4. Katalyseelement nach einem der voranstehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Katalyse­ struktur (10) eine Vielzahl von Granulen (16) aus Strukturmaterial umfaßt.

5. Katalyseelement nach Anspruch 4, dadurch gekennzeich­ net, daß die lichtbestrahlbare Oberfläche (12) der Granulen (16) durch eine Scheibe (18, 20) aus licht­ durchlässigem Material abgedeckt ist.

6. Katalyseelement nach Anspruch 4 oder 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Granulen (16) in einer Wirbel­ schicht angeordnet sind.

7. Katalyseelement nach Anspruch 1 bis 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Katalysestruktur eine Waben­ struktur (10′) aufweist.

8. Katalyseelement nach Anspruch 1 bis 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Katalysestruktur eine Schaum­ struktur (10) aufweist.

9. Katalyseelement nach Anspruch 1 bis 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Katalysestruktur einen Träger­ körper (30) umfaßt.

10. Katalyseelement nach Anspruch 9, dadurch gekennzeich­ net, daß der Trägerkörper (30) mit einem die Poren (36) bildenden Überzug (34) versehen ist.

11. Katalyseelement nach Anspruch 10, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Überzug (34) die Katalysator­ substanz (42, 44) trägt.

12. Katalyseelement nach Anspruch 10 oder 11, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Überzug (34) die Katalysator­ substanz bildet.

13. Katalyseelement nach Anspruch 9, dadurch gekennzeich­ net, daß der Trägerkörper (50) Poren (54) aufweist und die Katalysatorsubstanz bildet.

14. Katalyseelement nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Trägerkörper (30) aus Keramik gebildet ist.

15. Katalyseelement nach Anspruch 14, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Trägerkörper (30) aus Mischoxide umfassender Keramik gebildet ist.

16. Katalyseelement, umfassend eine aus einem Struktur­ material gebildete Katalysestruktur, an deren Ober­ fläche eine Katalysatorsubstanz angeordnet ist, da­ durch gekennzeichnet, daß die Katalysestruktur (10) als Photokathalylseelement mit einer lichtbestrahl­ baren Oberfläche (12) ausgebildet ist, daß die licht­ bestrahlbare Oberfläche (12) von einem auf einen Trägerkörper (30) aufgebrachten Überzug (34) gebildet ist, daß der Überzug (34) eine Halbleitersubstanz umfaßt, in welcher lichtinduziert Elektronen und Löcher erzeugbar sind, und daß die Katalysatorsubstanz (42, 44) auf dem Überzug (34) angeordnet und durch die Elektronen oder Löcher aktivierbar ist.

17. Katalyseelement nach Anspruch 16, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Katalyseelement nach einem der Ansprüche 1 bis 14 ausgebildet ist.

18. Katalyseelement, umfassend eine aus einem Struktur­ material gebildete Katalysestruktur, an deren Ober­ fläche eine Katalysatorsubstanz angeordnet ist, da­ durch gekennzeichnet, daß die Katalysestruktur (10) als Photokatalyseelement mit einer lichtbestrahlbaren Oberfläche (12) ausgebildet ist, daß an der lichtbe­ strahlbaren Oberfläche (12) die Katalysatorsubstanz in Form von nebeneinander sitzenden einzelnen Clustern (44) angeordnet ist.

19. Katalyseelement nach Anspruch 18, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Cluster (44) eine Zahl von im Bereich von ungefähr 10 bis ungefähr 100 Atomen umfassen.

20. Katalyseelement nach Anspruch 18 oder 19, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Cluster (44) im wesentlichen gleichmäßig an der lichtbestrahlbaren Oberfläche (38, 40) angeordnet sind.

21. Katalyseelement nach einem der Ansprüche 18 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß das Katalyseelement nach einem der Ansprüche 1 bis 15 ausgebildet ist.