Hemmwirksamkeit abgelaufener Citalopram-Tabletten gegenüber der Schädigung von C-Stahl in Salzsäurelösung

Warum eine alte Tablette für neue Metallprobleme wichtig ist

Brücken, Pipelines und Fabrikanlagen auf der ganzen Welt korrodieren still und leise jeden Tag, was der Industrie Milliarden kostet und Sicherheitsfragen aufwirft. Um diesen Schaden zu verlangsamen, fügen Ingenieure häufig spezielle Chemikalien, so genannte Inhibitoren, zu aggressiven Reinigungsäuren für Stahl hinzu. Diese Studie untersucht eine überraschende und umweltfreundliche Variante: die Verwendung eines abgelaufenen Antidepressivums, Citalopram, zum Schutz von Kohlenstoffstahl in Salzsäure. Ausgediente Medikamente in eine schützende Schicht für Metall zu verwandeln, könnte Kosten senken, chemische Abfälle reduzieren und Arzneimitteln, die sonst entsorgt würden, ein zweites Leben geben.

Wie Säure Stahl angreift

Kohlenstoffstahl ist ein Arbeitspferd in Öl- und Gasfeldern, im Bauwesen und vielen industriellen Systemen, weil er stark und preiswert ist. Wenn er jedoch mit starken Mineralsäuren wie Salzsäure in Kontakt kommt – die zum Entfernen von Rost und Zunder oder zum Reinigen und Aktivieren von Metalloberflächen eingesetzt wird – korrodiert er schnell. Vereinfacht gesagt entfernt die Säure Metallatome von der Oberfläche und wandelt sie in gelöste Ionen um, während Wasserstoffgas abgegeben wird. Im Laufe der Zeit dünnt dieser Prozess den Stahl aus und schwächt ihn. Um Anlagen sicher und langlebig zu halten, verlassen sich Industrien auf Zusätze, die eine temporäre Barriere zwischen dem Stahl und der aggressiven Säure bilden.

Alten Medikamenten einen zweiten Job geben

Die Forschenden testeten abgelaufenes Citalopram, ein verbreitetes Antidepressivum, als schützenden Zusatzstoff für Kohlenstoffstahl in Salzsäurelösung. Anstatt als pharmazeutischer Abfall entsorgt zu werden, wurde das Präparat in geringen Konzentrationen in der Säure gelöst und seine Wirkung auf die Metallzersetzung gemessen. Sie nutzten mehrere ergänzende Methoden: Wägungen von Stahlproben vor und nach längerer Einwirkung, die Messung der freigesetzten Wassermenge (Wasserstoffgas), während das Metall reagierte, und elektrische Messverfahren, um zu sehen, wie leicht Korrosionsströme fließen können. In allen Tests reduzierte Zugabe kleiner Mengen Citalopram die Korrosionsrate drastisch – bei der höchsten getesteten Konzentration und Raumtemperatur um mehr als 90 %.

Wie sich der unsichtbare Schutz bildet

Citalopram-Moleküle verfügen über mehrere Stellen, die mit Metalloberflächen und geladenen Teilchen in der Lösung wechselwirken können. In der sauren Flüssigkeit werden Teile des Moleküls positiv geladen und vom negativ geladenen Stahl angezogen, der aufgrund der Säure eine Anreicherung von Chloridionen aufweist. Zugleich können andere Bereiche des Moleküls Elektronen direkt mit Eisenatomen teilen. Zusammen begünstigen diese Effekte, dass sich die Wirkstoffmoleküle auf dem Metall absetzen und sich zu einer dünnen, nahezu gleichmäßigen Schicht ausbreiten. Die Messungen des Teams zeigten klassische Hinweise auf eine solche Schicht: niedrigere Korrosionsströme, höhere Widerstände gegen Ladungsübertragung an der Metall–Lösung-Grenzfläche und eine Verringerung des effektiven „Kondensator“-Verhaltens der Oberfläche, da Wasser durch die organische Schicht verdrängt wurde.

Was Temperatur und Mikroskope zeigen

Um die Robustheit dieses Schutzes zu verstehen, wiederholten die Forschenden ihre Tests bei höheren Temperaturen. Mit steigender Lösungstemperatur schwächte sich der Schutz etwas ab, was darauf hindeutet, dass sich einige der adsorbierten Citalopram-Moleküle vom Stahl lösen und frisches Metall der Säure aussetzen. Berechnungen von Energie- und freien Energieänderungen bestätigten, dass die Bindung stark, aber teilweise physikalischer Natur ist – eher eine klebrige Anziehung als eine dauerhafte chemische Bindung. Elektronenmikroskopische Aufnahmen untermauerten dies visuell: unbehandelter Stahl, der in Säure getränkt war, zeigte eine raue, stark vernarbte Oberfläche, während Stahl, der Säure mit Citalopram ausgesetzt war, deutlich glatter blieb, mit weniger Grübchen und mehr intaktem Metall. Elementanalysen entdeckten sogar Stickstoff aus dem Wirkstoff auf dem geschützten Stahl, ein direkter Beleg für die Barriereschicht.

Vom Laborbefund zur praktischen Auswirkung

Insgesamt zeigt die Studie, dass abgelaufenes Citalopram als effizienter, kostengünstiger und relativ umweltfreundlicher Korrosionsinhibitor für Kohlenstoffstahl in Salzsäure dienen kann. Indem es eine dicht gepackte molekulare Schicht auf der Metalloberfläche bildet, verlangsamt das Medikament sowohl den Eisenverlust als auch die Freisetzung von Wasserstoffgas, selbst in sehr kleinen Dosen. Obwohl der Schutz bei höheren Temperaturen etwas nachlässt, steht die Leistung im Vergleich zu vielen anderen recycelten Arzneimitteln, die bereits für denselben Zweck vorgeschlagen wurden, gut da. Für Laien ist die wichtigste Erkenntnis, dass Medikamente, deren Haltbarkeitsdatum überschritten ist, nicht zwangsläufig weggeworfen werden müssen – sie können als intelligente Beschichtungen umfunktioniert werden, die wichtige Stahlinfrastrukturen länger sicher halten, während Abfall und der Bedarf an neuen synthetischen Chemikalien reduziert werden.

Zitation: Saleh, M.G.A., Felaly, R.N., Hawsawi, H. et al. Inhibition efficacy of expired citalopram drug towards the damage of C-steel in hydrochloric acid solution. Sci Rep 16, 11619 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-40754-6

Schlüsselwörter: Korrosionshemmung, Stahl (Kohlenstoffstahl), abgelaufene Arzneimittel, Salzsäure, Citalopram