Умное покрытие превращает абажур в очиститель воздуха
Абажуры создают уют в комнате. Теперь они еще и будут чистить воздух.
Ученые из университета Йонсей, Южная Корея сообщили о разработке абажура с каталитическим покрытием, который превращает загрязняющие воздух в помещении вещества в безвредные соединения.
По словам Хьюнг-Ила Кима главного исследователя проекта, абажуры нацелены на летучие органические соединения (ЛОС), которые составляют большинство загрязнителей воздуха в помещении. Эти соединения включают ацетальдегид и формальдегид и выделяются красками, чистящими средствами, освежителями воздуха, пластиком, мебелью и другими источниками.
«Хотя концентрация ЛОС в доме или офисе невелика, люди проводят в помещении более 90% своего времени, поэтому со временем их воздействие увеличивается», — говорит Ким. "Традиционные методы удаления летучих органических соединений из воздуха помещений основаны на использовании активированного угля или других типов фильтров, которые необходимо периодически заменять», — говорит соавтор работы Минхьюнг Ли.
Разработаны и другие устройства, расщепляющие летучие органические соединения с помощью термокатализаторов, активизирующихся под воздействием высоких температур, или фотокатализаторов, реагирующих на свет. Однако Ким отмечает, что для большинства таких устройств требуется отдельный нагреватель или источник ультрафиолета (УФ). Его команда хотела использовать более простой подход, для которого потребуется только источник видимого света, выделяющий также тепло, например, галогенная лампа или лампа накаливания, и абажур, покрытый термокатализатором.
По словам Ли, галогенные лампы преобразуют в свет всего 10% потребляемой ими энергии, а остальные 90% превращаются в тепло. Лампы накаливания еще хуже: они излучают 5% света и 95% тепла. «Это тепло обычно теряется, — говорит Ким, — но мы решили использовать его для активации термокатализатора для разложения летучих органических соединений».
В работе, опубликованной осенью прошлого года, команда сообщила о синтезе термокатализатора из диоксида титана и небольшого количества платины. Исследователи покрыли катализатором внутреннюю поверхность алюминиевого абажура и поместили абажур над 100-ваттной галогенной лампой в испытательную камеру, содержащую воздух и газ ацетальдегид. Включение лампы нагревало абажур до температуры около 120 градусов по Цельсию, этого было достаточно для активации катализатора и разложения ацетальдегида.
В процессе окисления летучие органические соединения превращаются сначала в уксусную кислоту, затем в муравьиную и, наконец, в углекислый газ и воду. Обе кислоты являются мягкими, а количество выделяемого углекислого газа безвредно, отмечает Ким. Исследователи также обнаружили, что при тех же условиях можно разлагать формальдегид, и что эта технология работает с лампами накаливания.
В своей последней работе группа Кима обращается к дешевым заменителям платины. Группа уже показала, что эти новые катализаторы на основе железа или меди способны разрушать летучие органические соединения. Кроме того, медь является дезинфицирующим средством, поэтому Ким полагает, что медный катализатор может уничтожать микроорганизмы, находящиеся в воздухе.
В настоящее время ученые ищут способы распространить концепцию абажура, уничтожающего загрязнения, на светодиоды — быстрорастущий сегмент рынка осветительных приборов. Однако, в отличие от галогенных ламп и ламп накаливания, светодиоды выделяют слишком мало тепла для активации термокатализаторов. Поэтому команда Кима разрабатывает фотокатализаторы, которые стимулируются ближним ультрафиолетом, излучаемым светодиодами, а также другие катализаторы, преобразующие часть видимого света светодиодов в тепло. «Наша конечная цель — создать гибридный катализатор, способный использовать весь спектр излучения источников света, включая ультрафиолетовый и видимый свет, а также отработанное тепло», — говорит Ким.