Strona główna Aktualności
Technologie

Fotokatalizator oczyści powietrze, wodę, powierzchnię

09.09.2017 Technologie, Technologia

Fot. Fotolia

Badaczka z Gdańska modyfikuje fotokatalizatory - tak, aby były aktywne już pod wpływem promieniowania z zakresu światła widzialnego. Jej osiągnięcia przybliżają nas do lepszych rozwiązań, służących do oczyszczania powietrza, wody czy gleby.

Proces fotokatalizy z zastosowaniem ditlenku tytanu, który można wykorzystać do oczyszczania powietrza lub wody, zachodzi pod wpływem promieniowania UV. Niestety, takiego promieniowania jest bardzo mało w promieniowaniu słonecznym, zaledwie 4-5 proc. Aby łatwiej wzbudzać fotokatalizatory, naukowcy modyfikują je tak, aby stawały się aktywne już pod wpływem światła widzialnego. Tylko wtedy będzie można wykorzystać je w przemyśle na szeroką skalę.

 

Dr inż. Joanna Nadolna z Wydziału Chemii Uniwersytetu Gdańskiego łączy fotokatalizator, jakim jest ditlenek tytanu, z lantanowcami - grupą pierwiastków w układzie okresowym, które charakteryzują się zdolnością do konwersji promieniowania o wyższej energii - do niższej.

 

"Ditlenek tytanu jest aktywny tylko pod wpływem promieniowania ultrafioletowego. Dzięki modyfikacji udało mi się uzyskać fotokatalizator, który jest aktywny pod wpływem promieniowania z zakresu światła widzialnego" - mówi w rozmowie z PAP dr Nadolna.

 

Jak fotokatalizatory oczyszczają powietrze i wodę? Są to półprzewodniki w formie proszku, który można nałożyć na dowolną powierzchnię wystawioną na działanie światła. Może to być płyta, elewacja budynku, a jeżeli tylko warstwa jest odpowiednio cienka, może być bezbarwna i oczyszczać nawet okna. Jak tłumaczy dr Nadolna, za cały proces odpowiedzialne są aktywne formy tlenu, które rozkładają zanieczyszczenia.

 

Nie jest jednak do końca jasne, jaki jest mechanizm wzbudzania fotokatalizatora. Na łamach czasopism naukowych debatują nad tym badacze z wielu ośrodków – chemicy, eksperci z zakresu fotokatalizy z całego świata. Prace Polki przyczyniły się pośrednio do rozwiązania tego problemu. Wiele wskazuje na to, że jej badania wykonane podczas stażu naukowego w Japonii na Uniwersytecie Hokkaido podważą obowiązującą w literaturze teorię.

 

„Wcześniej sądzono, że lantanowiec pochłania promieniowanie z zakresu widzialnego, konwertuje energię i emituje promieniowanie ultrafioletowe wzbudzające fotokatalizator. Wyniki moich badań sugerują, że za aktywność odpowiada raczej pojawienie się nowych pasm energetycznych w przerwie wzbronionej tego półprzewodnika" - opowiada chemiczka.

 

W dalszych badaniach - wykonywanych już w Polsce - dr Nadolna próbuje zwiększyć aktywność tych układów, modyfikując je np. litem. Zakłada, że wzmocni tym samym proces konwersji energii i być może uda jej się uzyskać ten mechanizm, który wcześniej opisywano w literaturze. Jeżeli jej się nie uda, będzie to dodatkowy argument na potwierdzeniem teorii o nowych pasmach energetycznych.

 

Układy do oczyszczania powietrza łatwiej jest zastosować w praktyce, niż układy do oczyszczania wody. Te pierwsze już działają w niektórych tunelach zanieczyszczonych spalinami samochodowymi, choć dodatkowo wprowadza się tam promieniowanie lampami UV, wzbudzające fotokatalizator. Z oczyszczaniem wody jest nieco trudniej. Sam zbiornik wodny czy obecne w nim ścieki mogą utrudnić dostęp światła do fotokatalizatora. Badacze próbują więc pokrywać nim kształtki pływające na powierzchni lub montować specjalne membrany. Prace są jeszcze na etapie doświadczalnym.

 

Również badania dr Nadolnej są wciąż dalekie od zastosowań praktycznych. Koszty syntezy nowych fotokatalizatorów są bardzo wysokie. Dużo taniej jest korzystać z tych, które nie były modyfikowane, pomimo, że nie są tak wydajne. Z uwagi na cenę materiałów innowacje możliwe są jedynie zastosowania na małych powierzchniach, w małych urządzeniach do oczyszczania powietrza. Jednak badaczka przekonuje, że warto coraz lepiej poznawać mechanizm fotokatalizy.

 

"Jeżeli poznamy mechanizm wzbudzania fotokatalizatora i będziemy mogli zrozumieć, jak działa cały proces. Dowiemy się wówczas, co może powodować zwiększenia aktywności, a więc wydajności takich układów. Okaże się wówczas, że koszt takiego układu jest adekwatny do jego wydajności" - zapewnia rozmówczyni PAP.

 

Dr Nadolna jest stypendystką Fundacji na rzecz Nauki Polskiej w ramach programu START. Badaczka prowadziła prace w Japonii, gdzie miała dostęp do unikalnej aparatury. Japonia jest liderem badań nad procesem fotokatalizy. W Polsce dopiero pojawiają się pierwsze budynki z powierzchniami pokrytymi fotokatalizatorami. W Japonii jest to powszechne, więc tam lokują się przemysłowi i naukowi liderzy w tym zakresie.

 

PAP - Nauka w Polsce, Karolina Duszczyk

 

kol/ zan/

Podziel się
Ocena: 0 głosów

Logowanie



Nie pamiętam hasła

Rejestracja

Komentarze: 0
Skomentuj Zobacz wszystkie  

Uwaga Redakcje!

Wszelkie materiały PAP (w szczególności depesze, zdjęcia, grafiki, pliki video) zamieszczone w serwisie "Nauka w Polsce" chronione są przepisami ustawy z dnia 4 lutego 1994 r. o prawie autorskim i prawach pokrewnych oraz ustawy z dnia 27 lipca 2001 r. o ochronie baz danych.

 

PAP S.A. zezwala na bezpłatny przedruk artykułów z Serwisu Nauka w Polsce pod warunkiem mailowego poinformowania nas raz w miesiącu o fakcie korzystania z serwisu oraz podania źródła artykułu. W portalach i serwisach internetowych prosimy o zamieszczenie podlinkowanego adresu: Źródło: www.naukawpolsce.pap.pl a w czasopismach adnotacji: Źródło: Serwis Nauka w Polsce - www.naukawpolsce.pap.pl. W przypadku portali społecznościowych prosimy o umieszczenie jedynie tytułu i leadu naszej depeszy z linkiem prowadzącym do treści artykułu na naszej stronie, podobnie jak to jest na naszym profilu facebookowym. 

 

Powyższe zezwolenie nie dotyczy: informacji z kategorii "Świat" oraz wszelkich fotografii i materiałów video.

 

Informacje tekstowe z kategorii "Świat" można pozyskać odpłatnie abonując Serwis Nauka i Zdrowie PAP. Serwis ten zawiera ponadto wiele innych najnowszych doniesień naukowych z zagranicy oraz materiałów dotyczących szeroko rozumianej problematyki zdrowotnej. 

 

Informacje na temat warunków umowy można uzyskać w Dziale Sprzedaży i Obsługi Klienta PAP, tel.: (+48 22) 509 22 25, e-mail:  pap@pap.pl

 

Informacje o przedruku artykułów z Serwisu Nauka w Polsce, prośby o patronaty medialne, informacje o prowadzonych badaniach, organizowanych konferencjach itd., prosimy przesyłać na adres: naukawpolsce@pap.pl

 

 

Najpopularniejsze materiały

więcej

Książka

Czy Ziemia to komputer? „Głęboka myśl” ponownie w księgarniach Czy Ziemia to komputer? „Głęboka myśl” ponownie w księgarniach

Wznowienia doczekały się kultowe książki Douglasa Adamsa, w których opisuje on m.in. „Głęboką myśl” - maszynę, której nazwę koncern IBM nadał swemu komputerowi szachowemu - Deep Thought.

Więcej

Myśl na dziś

Wiedzę możemy zdobywać od innych, ale mądrości musimy nauczyć się sami.
Adam Mickiewicz

Nasz blog

Planetarne zoo Planetarne zoo

Ciemne jak smoła, lekkie jak styropian czy pokryte szafirowymi chmurami – takie bywają badane w ostatnim czasie pozasłoneczne planety. Niektóre z nich mogą się okazać bardzo przydatne dla nauki.

Więcej

Tagi