Najskuteczniejszym sposobem poprawy jakości powietrza wewnętrznego w infrastrukturze drogowej jest zapobiegawcze usuwanie prekursorów drobnego pyłu zawieszonego, wytwarzanych przez spaliny samochodowe. Dlatego w ostatnim czasie w centrum uwagi znalazło się zastosowanie materiałów budowlanych wykorzystujących fotokatalizatory zdolne do usuwania szkodliwych substancji jako rozwiązania problemu zanieczyszczenia pyłem drobnym.

Fotokatalizator to materiał półprzewodnikowy, który może rozkładać zanieczyszczenia poprzez reakcję fotokatalityczną pod wpływem światła. Fotokatalizatory reagują ze światłem, tworząc reaktywne formy tlenu (ROS) o silnych właściwościach utleniających, które przekształcają prekursory drobnych cząstek stałych (tlenek azotu, tlenek siarki itp.) w nieszkodliwe substancje poprzez reakcję fotokatalityczną.

KICT's Green Construction by Photocatalyst Research Group (GCP Research Group) opracowała beton fotokatalityczny, który może zmniejszać wytwarzanie drobnych cząstek stałych dzięki silnej mocy utleniającej ROS generowanej, gdy fotokatalizator reaguje ze światłem.

Pomimo doskonałych właściwości fotokatalizatorów w usuwaniu substancji toksycznych z powietrza, ze względu na wysokie koszty produkcji, nie znalazły one jeszcze zastosowania w materiałach budowlanych. W efekcie Grupa Badawcza GCP od 2018 r. przy wsparciu Ministerstwa Ziemi, Infrastruktury i Transportu opracowuje kluczowe technologie efektywnej kosztowo masowej produkcji fotokatalizatorów z osadów ściekowych. Dzięki temu projektowi Grupie Badawczej GCP udało się stworzyć fotokatalityczne materiały budowlane i technologię aplikacji, które osiągnęły zarówno dobre parametry techniczne, jak i konkurencyjność ekonomiczną.

W maju 2023 r. grupa badawcza GCP zakończyła próbne zastosowanie fotokatalitycznego betonu na wewnętrznych ścianach podziemnego tunelu drogowego Banpo w Seulu w Korei. Ta próba miała na celu zweryfikowanie skuteczności wyników badań w rzeczywistym użyciu. Wyniki wykazały około 18% redukcję poziomów stężenia tlenków azotu (NOx) w okresie 24 godzin. Na ścianie podziemnego tunelu drogowego, w którym zastosowano beton fotokatalityczny, zainstalowano sztuczne źródło światła, dzięki czemu funkcja fotokatalityczna może działać nawet pod ziemią, gdzie nie dociera światło naturalne. Ponadto wyniki wykazały, że produkty degradacji fotokatalitycznej, które przekształciły się w sole ze względu na zawartość wapnia w betonie fotokatalitycznym, były skutecznie wypłukiwane przez deszcz.

MOŻE ZAINTERESUJE CIĘ TAKŻE

Materiały

Produkcja betonu przyjazna dla środowiska

Ten spin-out VTT buduje pierwszą na świecie przemysłową pilotażową linię produkcyjną, która może wytwarzać beton o ujemnej emisji dwutlenku węgla przy użyciu przemysłowych strumieni bocznych oraz technologii wychwytywania, wykorzystania i składowania dwutlenku węgla.

Grupa badawcza GCP prowadzi również badania mające na celu ustanowienie różnych systemów certyfikacji oceny wydajności fotokatalitycznej. Ma nadzieję na ułatwienie komercjalizacji i dystrybucji technologii. Obecnie prowadzą kompleksową próbę we współpracy z władzami w prowincji Gyeonggi-do, aby wykazać skuteczność fotokatalitycznych technologii budowlanych.

– Technologia budowlana wykorzystująca fotokatalizatory może mieć natychmiastowy wpływ na redukcję drobnego pyłu zawieszonego w środowisku – powiedział dr Jong-Won z Kwark, główny badacz badań. – Planujemy zbudować system współpracy z samorządami i społeczeństwem i rozszerzyć demonstracje próbne na inne miejsca, a w końcu skomercjalizować projekt.

Źródło: KICT