Dielectrischbarrièredischarge

Dielectrisch‑Barrier‑Discharge (DBD) bezeichnet eine Form der elektrischen Entladung, die zwischen zwei Elektroden mit dazwischen liegender dielektrischer Barriere stattfindet. Die Barriere, häufig aus Glas, Keramik oder Kunststoff, verhindert den direkten Stromfluss und zwingt die Entladung zu einer pulsierenden, nicht‑selbsthaltenden Erscheinung. Typischerweise wird eine Wechsel­spannung im Kilohertz‑ bis Megahertz‑Bereich angelegt, wodurch zahlreiche kurze Mikro‑Entladungen (Filamente) über die Oberfläche der Barriere entstehen.

Das Prinzip wird in zahlreichen industriellen und wissenschaftlichen Anwendungen genutzt. In der Plasmatechnologie dient DBD zur Erzeugung von Kaltplasma, das bei geringen Gas‑ und Umgebungstemperaturen chemisch aktive Spezies wie Radikale, Ionen und UV‑Strahlung bereitstellt. Dieses kaltplasma wird für die Oberflächenmodifikation verwendet, etwa zur Verbesserung der Haftung von Beschichtungen, zur Sterilisation von Medizinprodukten, zur Abgasreinigung (z. B. NOx‑Reduktion) und zur Behandlung von Textilien. In der Lebensmittelindustrie wird DBD eingesetzt, um Keime zu inaktivieren, ohne die Lebensmittel zu erwärmen.

Die physikalischen Eigenschaften der Entladung werden durch Parameter wie Gaszusammensetzung, Druck, Frequenz, Amplitude der angelegten Spannung und die Dicke sowie das Material der dielektrischen Barriere bestimmt. Je nach Einstellung können verschiedene Plasma‑Zustände, von rein intensiven Glanzlichtern bis hin zu nahezu unsichtbaren, sauerstoffreichen Chemie‑Umgebungen, erzeugt werden.

Ein wichtiges Merkmal des DBD ist seine hohe Betriebssicherheit: Da die Barriere das Entstehen eines stabilen Lichtbogens verhindert, ist das Risiko von Materialschäden oder Bränden reduziert. Gleichzeitig ermöglicht die kurze Lebensdauer der Mikro‑Entladungen eine feine Kontrolle über die erzeugten chemischen Prozesse, was DBD zu einer flexiblen Technologie für umweltfreundliche und energieeffiziente Prozesse macht.