Słowo fotokataliza jest dla wielu wciąż zupełnie nieznane, chociaż technologia ta jest stosowana w Hiszpanii już od dłuższego czasu. Jednak teraz jest to okres największego rozkwitu. Proces fotokatalizy imituje fotosyntezę przeprowadzaną przez rośliny, jednak w tym przypadku wychwytuje energię słoneczną, aby przekształcić ją w energię chemiczną. Ma wiele zastosowań, w tym poprawę jakości otaczającego powietrza i oczyszczanie wody.
Fotokataliza jest reakcją na fotochemię i jak wspomina Daniel González Muñoz, doktor fotokatalizy z UAM: „Na początku XX wieku naukowcy próbowali naśladować proces fotosyntezy roślin, ale zeszło to na dalszy plan w stosunku do ropy i węgla .”
Wraz z kryzysem naftowym w latach 70. sytuacja się zmieniła i zaczęto w większym stopniu uwzględniać ten proces, który został zastosowany w różnych dziedzinach. Na przykład od ponad 20 lat próbujemy zbadać w Japonii wpływ degradacji substancji zanieczyszczających na tym obszarze. „W Hiszpanii jest to już bardzo ugruntowane na poziomie przemysłowym, istnieje już wiele firm oferujących materiały budowlane rozkładające zanieczyszczenia powietrza, takie jak wirusy i bakterie” – wyjaśnia.
Ponieważ zachodzi fotokataliza, niezbędny jest fotokatalizator, „cząsteczki, które absorbują energię świetlną i przekazują ją innej cząsteczce. Na poziomie przemysłowym większość fotokatalizatorów opiera się na dwutlenku tytanu” – dodaje González.
„Hiszpania zaczęła interesować się tą technologią w 2000 roku, a pierwsze zastosowanie miało miejsce na odcinku ulicy Martín de los Heros w Madrycie, za pośrednictwem Urzędu Miejskiego” – mówi David Almazán, prezes Iberyjskiego Stowarzyszenia Fotokatalizy. To było coś nowego, zaczęło dobrze brzmieć i Barcelona poczyniła pierwsze zastosowania w budynkach, chodnikach i chodnikach. „Firmy prywatne, ze względów CSR, stosują to na parkingach, w ośrodkach zdrowia… Zainteresowanie rośnie i przybywa kolejnych firm” – dodaje. Z tego stowarzyszenia non-profit, które zrzesza między innymi producentów, centra technologiczne, pracownie architektoniczne, inżynierię i uniwersytety, zapewniają, że „od zeszłego roku wzrosło zainteresowanie tą technologią, która ma na celu poprawę życia obywateli. Szczególnie w pomieszczeniach zamkniętych, ponieważ przez ponad 90% czasu przebywaliśmy w pomieszczeniach zamkniętych”.
aplikacje
W ostatnich latach coraz więcej producentów wykorzystuje tę technologię jako dodatek do produktów, m.in. farb, cementu, pokryć budowlanych, papieru czy tkanin zawierających fotokatalizatory. Ceny są coraz bardziej konkurencyjne, chociaż mogą być nawet o 20% droższe niż odpowiednik materiału bez tych cech. „To technologia, która wymaga ciągłego rozwoju, ma nieskończony zasięg, wydajność jest dobra, ale mogłaby być znacznie lepsza” – przyznaje Almazán. Na rynku dostępne są już stołowe urządzenia do fotokatalizy, które podłącza się do prądu i oczyszczają powietrze. Postęp następuje także w przypadku tkanin: „możesz być modny, odkażając świat” i trwają prace nad zastosowaniem tej technologii na powierzchniach takich jak guma na placach zabaw, współpracując przy ich dezynfekcji.
Na przykład w zeszłym roku firma Sundisa z branży druku cyfrowego zastosowała w Madrycie i Barcelonie płótna reklamowe, które zostały poddane obróbce Pureti, redukując zanieczyszczenie poprzez eliminację elementów zanieczyszczających. Techniczny post-print oczyszczający przestrzeń poprzez fotografię.
Covid pomógł szybciej opracować całą część lepszej jakości powietrza, „bo tego wymagał rynek. Pomaga oczyścić powietrze i zabija wirusy.” W pomieszczeniach zamkniętych najskuteczniejszym sposobem jest umieszczenie fotokatalizatora w kanałach klimatyzacyjnych, które są bardzo rzadko dostępne. „W kanale umieszcza się urządzenie, dzięki czemu powietrze, które krąży, zostaje oczyszczone, a powietrze ponownie wpływające jest czystsze” – zauważa. Na zewnątrz dostępna jest szeroka gama produktów do zastosowania na chodnikach, okładzinach budynków, kabinach lub wtrąceniach reklamowych.
Oczywiście musimy pamiętać, że „nie powoduje to zniknięcia zanieczyszczeń. Jest to uzupełnienie, które może sprawić, że budowy będą bezpieczniejsze i tańsze. Jest to także sposób na wykorzystanie energii światła” – mówi Daniel González.
O ile zastosowanie fotokatalizy w przemyśle jest już powszechne, o tyle w dziedzinie badań naukowych stoi przed nami jeszcze wiele wyzwań. Badacz UAM wspomina, że tlenek tytanu ma wadę: „Pochłania w zakresie ultrafioletu widma słonecznego, który wynosi zaledwie 5%. Tlenek tytanu musiałby zostać zmodyfikowany, aby był w stanie pochłonąć więcej światła, a tym samym zwiększyć wydajność procesów. Kolejnym wyzwaniem będzie opracowanie „trwalszych fotokatalizatorów”.