Photokatalyse bezeichnet einen Prozess, bei dem Licht zur Aktivierung eines Katalysators genutzt wird, um chemische Reaktionen zu initiieren, die unter normalen Bedingungen nicht ablaufen würden. Dieses Phänomen wird intensiv erforscht, da es großes Potenzial in der Umweltreinigung, Energiewandlung und im Abbau von Schadstoffen besitzt. Durch den Einsatz von Materialien wie Titandioxid (TiO2) absorbieren Photokatalysatoren Lichtenergie und erzeugen reaktive Spezies, beispielsweise Hydroxyl-Radikale, die in der Lage sind, komplexe organische Verbindungen in weniger schädliche Stoffe zu zerlegen.

Im Bereich der Werkstofftechnik spielt die Photokatalyse eine wichtige Rolle, da sie die Schnittstelle zwischen Chemie und Ingenieurwissenschaften bildet. Die Oberflächeneigenschaften, die Partikelgröße und die Kristallstruktur des Katalysators werden gezielt optimiert, um eine hohe Reaktionsgeschwindigkeit zu erzielen. Fortschritte in diesem Bereich haben bereits zur Entwicklung von selbstreinigenden Oberflächen, Wasserreinigungssystemen und Luftfiltern geführt. Neben TiO2 wird derzeit intensiv an alternativen halbleitenden Materialien geforscht, die Photokatalyseprozesse auch im sichtbaren Lichtspektrum ermöglichen und damit den praktischen Einsatz in alltäglichen Anwendungen erweitern.

Insgesamt stellt die Photokatalyse ein spannendes Forschungsfeld dar, das zahlreiche Möglichkeiten für nachhaltige Technologien und innovative Umweltlösungen eröffnet.