Alt om fotokatalyse

Fotokatalyse brukes på en rekke områder, blant annet til behandling av luft og vann og i industrielle applikasjoner. Det er en svært effektiv metode for å fjerne luftbårne forurensninger fra innåndingsluften vår, spesielt flyktige organiske forbindelser (VOC). Hva er egentlig fotokatalyse? Og hvordan fungerer den? Les videre for å finne ut mer.

Hva er fotokatalyse?

Fotokatalyse, også kalt fotokatalytisk nedbrytning, er ganske enkelt en kjemisk reaksjon som akselereres av lys. Etymologien forteller oss at "foto" betyr "lys", og "katalyse" betyr "oppløsning". En katalysator forårsaker eller fremskynder en kjemisk reaksjon.

Fotokatalyse i prinsippet

Fotokatalyse er en enkel redoksreaksjon (reduksjon-oksidasjon) som innebærer aktivering av en halvleder (titanoksid, eller TiO2, katalysatoren) ved hjelp av lys (UV-stråler). Det er nedbrytning og nedbrytning av forurensende stoffer ved bruk av lysstråler på overflaten av en katalysator (nærmere bestemt en fotokatalysator). Prosessen resulterer i vann og karbondioksid.

Fotokatalyse i praksis: Fungerer det i en luftrenser?

En luftrenser som inneholder fotokatalyseteknologi, bruker fotokatalytisk oksidasjonsteknologi for å rense inneluften.

I midten av luftrenseren sitter strålene fra UV-lampen. Disse strålene treffer deretter det indre laget i flerlagsfilteret, som er laget av TiO2, en fotokatalysator.

Når TiO2 og UV-lys kombineres, skjer det en reaksjon mellom oksygenet og vannet i luften, og det dannes frie radikaler (også kalt "aktivt oksygen"). Disse frie radikalene er svært forurensende og ødelegger luftbårne forurensende stoffer. Denne prosessen er nyttig mot alle typer forurensende stoffer, men er spesielt nyttig mot VOC. Den rensede luften føres deretter tilbake til rommet.

Her er en mer teknisk forklaring for de kjemifrelste:

• TiO2, en katalysator, frigjør elektroner når den får energi fra UV-strålene.
• Disse elektronene interagerer med vannmolekyler (H20) som finnes i luften.
• Vannmolekylene brytes deretter opp til hydroksylradikaler (OH).
• Hydroksylradikalene angriper deretter større organiske (karbonbaserte) forurensninger, som bryter opp de kjemiske bindingene og omdanner dem til et ufarlig stoff (som CO2 og vann).².

Fagfolk pleier å være forsiktige når de snakker om dem, fordi frie radikaler har en dårlig klang og ofte vekker frykt. Frie radikaler som finnes naturlig i luften, kan skade huden, og det er derfor helseeksperter anbefaler at vi spiser mat som inneholder antioksidanter: Disse molekylene kjemper for å beskytte oss mot denne skaden. Det er imidlertid nettopp den sterke reaktiviteten til disse molekylene som gjør at de også kan bekjempe luftforurensning så effektivt. Heldigvis skjer alt i forbindelse med fotokatalyse inne i enheten, slik at vi er helt trygge mot enhver skade.

I fravær av kjemisk forurensningvil frie radikaler ganske enkelt rekombinere. Deres høye reaktivitet med molekyler i omgivelsene sikrer en svært kort levetid. Skjemaet nedenfor viser fotokatalyseprosessen i litt mer detalj (med TiO2 som katalysator, eller fotokatalysator mer spesifikt, i dette tilfellet).

Kilde ¹

Hvilke typer forurensning er fotokatalyse rettet mot?

Fotokatalyse er en teknologi for forurensningskontroll, ikke en type filtrering. Det er snarere en reaksjon som er spesielt effektiv mot kjemisk forurensning og forurensende gasser, ofte kalt VOC-er. Selv om VOC finnes i naturen, er de som oftest av menneskelig opprinnelse og er farlige. VOC er et vanlig resultat av industriell virksomhet og er knyttet til produkter som løsemidler, rengjøringsmidler, sprayer, kosmetiske produkter og maling.

Noen av de mest kjente VOC-ene som fjernes ved hjelp av fotokatalyse, er nitrogenoksider, karbondioksid (CO2), karbonmonoksid (CO), formaldehydetanol, butan, toluen, benzen og aceton.

Nyere vitenskapelige studier har vist at fotokatalyse er effektivt i kampen mot luftbårne forurensninger:

• Fotokatalyse, selv når den brukes ved lav intensitet med TiO2 som fotokatalysator, oppnår reduksjon av influensavirusets styrke og spredning³
• Ved bruk av TiO2-filmer bidrar fotokatalytisk teknologi til å fremskynde nedbrytningen av E. coli bakterier og Herpes simplex-virus, blant annet organisk materiale⁴
• Fotokatalyse har blitt erklært å være en "miljøvennlig rensemetode som etterligner naturens prosesser, og som har stort potensial til å bli utviklet som en nøkkelteknologi for luftrensing og nedbrytning av luftforurensning^5,7
• Med behovet for å finne løsninger på luftforurensningens farer for menneskers helse, er fremtiden lovende for bruk av fotokatalyse som en metode for fotonedbrytning av kjemiske forurensninger og fotodesinfeksjon av patogener⁶

SE PRODUKTENE VÅRE

Fordelene med Eoleafs fotokatalyseteknologi

Fotokatalyse er en effektiv metode for å fjerne luftbårne forurensninger i alle miljøer, både i private husholdninger og kontorbygg. Fotokatalyse krever ikke bruk av kjemikalier eller ekstern energi, men kun lyset fra den integrerte UV-lampen og en katalysator.

Individuelle innstillinger

Det som gjør fotokatalyse så interessant som renseteknologi, er at den ikke bare fanger opp forurensende stoffer, slik et filter gjør. Når et filter fanger opp forurensende stoffer, forsvinner de ikke bare: De må fortsatt ødelegges på en eller annen måte!

Fotokatalyse omdanner farlige kjemiske miljøgifter fullstendig til stoffer som ikke kan skade oss. De blir deretter utryddet eller ødelagt helt.².

Fotokatalyse kan særlig bekjempe VOC, mugg og muggsporer og bakterier (bakterier og virus). bakterier (bakterier og virus) som svever i luften.

Profesjonelle omgivelser

I kontormiljøer kan ren luft gi en håndfull fordeler.

Luftrensere av høy kvalitet som inneholder fotokatalytiske luftfiltre, kan forbedre luftkvaliteten drastisk. De ødelegger luftforurensningspartikler som kan føre til sykdom blant arbeidstakere (inkludert virus som COVID-19 og varianter av dette). Dette kan redusere behovet for sykefravær og øke produktiviteten.

Dårlig inneluftkvalitet kan føre til ubehagelige og distraherende symptomer som hodepine, svimmelhet og pustevansker. Det kan også forverre eksisterende tilstander, spesielt astma (utløser astmaanfall), kronisk obstruktiv lungesykdom (KOLS)og hjertesykdommer. Innendørs luftforurensning fører også til forverring av allergi symptomer, tretthetog påvirker psykisk helse.

Forskjellen på Eoleaf

(Artikkelen fortsetter nedenfor)

[PRODUKTER]

Når fotokatalyseteknologi kombineres med andre teknologier i én enhet, får man en enhet som er i stand til å bekjempe alle luftforurensende stoffer som finnes i inneluften vår. Derfor er Eoleafs produkter utstyrt med et proprietært filter som inneholder 8 forskjellige filtreringsteknologier som jobber sammen for å gi deg de beste luftfiltreringsegenskapene på dagens marked.

Med våre enheter kan du bekjempe VOC og kjemisk forurensning, biologisk forurensningallergener, bakterier og fin partikkelforurensning (svevestøv eller PM). Luftrenserne våre kan også bekjempe ubehagelig lukt i hjemmet eller på kontoret takket være våre aktive karbonfiltre!

Vår fotokatalyseteknologi avgir ikke noe ozon. Faktisk gjør fotokatalyse det mulig å ødelegge ozonet i luften og til og med forhindre dannelsen av ozon ved å bryte ned forløperne (oksider og andre gasser).

Ressurser

¹ Samson, I. (u.å.). Integrering av biomimetiske prinsipper som et verktøy for bærekraftig bygningsdesign i et kjøpesenter i delstaten Lagos. Federal University of Technology Minna. https://www.researchgate.net/publication/339281465_INTEGRATION_OF_BIOMIMETIC_PRINCIPLES_AS_A_TOOL_FOR_SUSTAINABLE_BUILDING_DESIGN_IN_SHOPPING_MALL_IN_LAGOS_STATE

² Woodford, C. (2022, 5. september). Hvordan fungerer fotokatalytiske luftrensere? Explain that Stuff. https://www.explainthatstuff.com/how-photocatalytic-air-purifiers-work.html

³ Nakano R, Ishiguro H, Yao Y, Kajioka J, Fujishima A, Sunada K, Minoshima M, Hashimoto K, Kubota Y. Fotokatalytisk inaktivering av influensavirus ved hjelp av en tynn film av titandioksid. Photochem Photobiol Sci. 2012 Aug;11(8):1293-8. doi: 10.1039/c2pp05414k. Epub 2012 mai 14. PMID: 22580561.

⁴ Hajkova, P., Spatenka, P., Horsky, J., Horska, I., & Kolouch, A. (2007). Fotokatalytisk effekt av tio2-filmer på virus og bakterier. Plasmaprosesser og polymerer, 4(S1). https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/ppap.200731007

⁵ He, F., Jeon, W. & Choi, W. Fotokatalytisk luftrensing som etterligner den selvrensende prosessen i atmosfæren. Nat Commun 12, 2528 (2021). https://www.nature.com/articles/s41467-021-22839-0

⁶ Ren, H., Koshy, P., Chen, W.-F., Qi, S., & Sorrell, C. C. (2017a). Fotokatalytiske materialer og teknologier for luftrensing. Journal of Hazardous Materials, 325, 340-366. https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0304389416307968?via%3Dihub

⁷ Sharma, S., Kumar, R., Raizada, P., Ahamad, T., Alshehri, S. M., Nguyen, V.-H., Thakur, S., Nguyen, C. C., Kim, S. Y., Le, Q. V., & Singh, P. (2022). En oversikt over de siste fremskrittene innen fotokatalytisk luftrensing: Metallbasert og metallfri fotokatalyse. Environmental Research, 214, 113995. https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0013935122013226