Abgelaufenes Fexofenadin-Hydrochlorid wirkt als leistungsfähiger, nachhaltiger Korrosionsinhibitor für Kupfer in MSF-Entsalzungsanwendungen

Alte Pillen in neuen Schutz verwandeln

Viele Küstenstädte sind auf Entsalzungsanlagen angewiesen, um Meerwasser in Trinkwasser zu verwandeln. Die starken Säuren, mit denen diese Anlagen gereinigt werden, können jedoch Kupferrohre langsam angreifen. In dieser Studie wird ein unerwarteter Helfer untersucht: abgelaufene Allergiemedikamente. Die Forscher fanden heraus, dass eine überlagerte Form des verbreiteten Antihistaminikums Fexofenadin Kupferoberflächen überziehen und sie vor aggressiven Reinigungsäuren schützen kann. Das bietet sowohl eine Möglichkeit, die Korrosion zu reduzieren, als auch pharmazeutische Abfälle wiederzuverwenden, die sonst weggeworfen würden.

Warum Kupfer einen Leibwächter braucht

Entsalzungsanlagen verwenden Kupferrohre und Wärmetauscher, weil Kupfer Wärme gut leitet und biologisches Wachstum hemmt. Im Laufe der Zeit bilden sich aus dem Meerwasser mineralische Ablagerungen, die sich zu hartem Kesselstein im Inneren der Rohre verfugen, sie verstopfen und die Effizienz verringern. Um diese Ablagerungen zu entfernen, spülen Betreiber das System mit starker Salzsäure durch, die den Kesselstein auflöst, aber auch das Kupfer angreift. Diese durch die Reinigung verursachte Korrosion schwächt die Ausrüstung, verkürzt die Lebensdauer der Anlage und erhöht die Kosten, sodass ein großer Anreiz besteht, sicherere und nachhaltigere Schutzmethoden für das Metall während der Routinewartung zu finden.

Abgelaufenen Medikamenten ein zweites Leben schenken

Das Team konzentrierte sich auf abgelaufenes Fexofenadin-Hydrochlorid, ein nicht sedierendes Allergiemedikament, das chemische Gruppen enthält, die gerne an Metalloberflächen haften. Sie extrahierten den Wirkstoff sorgfältig aus alten Tabletten und testeten eine Reihe sehr niedriger Dosen in sauren Lösungen, die die realen Reinigungsbedingungen in Entsalzungsanlagen nachahmen. Kupferproben wurden vor und nach der Säurebehandlung gewogen und ihr elektrisches Verhalten überwacht, um zu sehen, wie schnell Korrosionsreaktionen abliefen. Diese Methoden erlaubten es den Forschern, zu verfolgen, wie gut das Medikament den Metallverlust über Stunden und bei verschiedenen Temperaturen verlangsamte.

Wie der unsichtbare Schutzfilm entsteht

Die Ergebnisse zeigten, dass winzige Mengen des abgelaufenen Medikaments die Kupferschädigung dramatisch reduzierten. Bei einer optimalen Dosis entfernte die Säure nur einen kleinen Bruchteil des Metalls, mit einem Schutz von über 96 Prozent bei Raumtemperatur und immer noch über 91 Prozent bei der höchsten getesteten Temperatur. Die Daten deuten darauf hin, dass sich die Arzneimoleküle ausbreiten und nahezu einen vollständigen, einmolekularen Film über der Kupferoberfläche bilden. Kleine Bereiche im Molekül, die reich an Stickstoff- und Sauerstoffatomen sind, wirken wie Haken, die das Metall greifen und gleichzeitig mit der umgebenden Lösung interagieren. Fortgeschrittene Messungen und Computersimulationen zeigten, dass dieser Film die Aktivierungsenergie für Korrosion erhöht, die Bewegung geladener Teilchen an der Oberfläche verlangsamt und über mehrere Tage stabil bleibt.

Den schützenden Film in Aktion sehen

Unter dem Elektronenmikroskop erschien Kupfer, das nur in Säure eingeweicht worden war, rau und zerrieben, mit deutlichen Angriffsspuren. War das abgelaufene Medikament vorhanden, wirkte dieselbe Metallprobe glatt, und die chemische Analyse der Oberfläche zeigte Spuren von Kohlenstoff und Stickstoff, die dem Medikament entsprachen, aber deutlich weniger Sauerstoff und Chlor aus Korrosionsprodukten. Die Arzneimoleküle scheinen flach auf dem Kupfer zu liegen, eine große Fläche zu bedecken und aggressive Säure- und Salzionen daran zu hindern, das Metall zu erreichen. Thermogravimetrische Tests zeigten, dass das Medikament bei Temperaturen stabil bleibt, die deutlich über denen liegen, die während der Reinigung verwendet werden, was seine Verwendung in heißen Industrieumgebungen unterstützt.

Was das für Wasser und Abfall bedeutet

Die Studie kommt zu dem Schluss, dass abgelaufenes Fexofenadin als hocheffizienter, kostengünstiger Schutz für Kupferkomponenten in Entsalzungsanlagen dienen kann. Indem pharmazeutische Abfälle in eine nützliche Beschichtung verwandelt werden, könnte der Ansatz helfen, die Lebensdauer kritischer Infrastruktur zu verlängern, Chemiekosten zu senken und die Umweltbelastung durch entsorgte Medikamente zu verringern. Praktisch würde das Zufügen einer kleinen Menge dieses wiederverwendeten Medikaments zur Reinigungsäure, bevor sie durch Kupferrohre zirkuliert, diese während der Kesselsteinentfernung besser schützen und so die Frischwasserversorgung mit weniger Schaden an der dafür benötigten Ausrüstung ermöglichen.

Zitation: Khafagy, ES., Ashmawy, A.M., Abu Lila, A.S. et al. Expired fexofenadine hydrochloride acts as a high-performance sustainable corrosion inhibitor for copper in MSF desalination applications. Sci Rep 16, 15464 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-53696-w

Schlüsselwörter: Kupferkorrosion, Entsalzung, grüner Inhibitor, abgelaufene Arzneimittel, Fexofenadin