Корейские ученые разработали покрытие для ламп на основе термокатализатора, которое может очищать воздух в помещении. Сейчас такое покрытие совместимо с галогеновыми лампами и с лампами накаливания, но в будущем ученые адаптируют его и для LED ламп. Результаты исследования были представлены на собрании Американского химического общества.
Сейчас люди очень много проводят времени внутри помещений, поэтому возрастают риски, связанные с загрязнением воздуха пылью, летучими органическими веществами, вирусными частицами и так далее. Опасность связана также со сниженной циркуляцией воздуха в помещениях. Среди летучих органических веществ распространены ацетальдегид и формальдегид, которые выделяются красками, чистящими веществами, пластиками и так далее. Хотя их концентрация мала, люди находятся в контакте с ними постоянно, поэтому эффект накапливается. Традиционные методы удаления летучих органических веществ из воздуха в помещениях состоят в применении активированного угля или других фильтров, которые периодически нужно заменять. Также разрабатывались термо- и фотокатализаторы, активирующиеся под действием тепла и света соответственно и способные разлагать летучие органические вещества. Однако для таких катализаторов в помещении должен быть отдельный источник тепла или ультрафиолета, которые тоже могут загрязнять воздух.
Корейские ученые решили разработать более простой подход к очистке воздуха в помещениях от летучих органических веществ, используя источники света, которые вырабатывают тепло — галогеновые лампы и лампы накаливания. Дело в том, что галогеновые лампы переводят в свет лишь 10% энергии, которую потребляют, а остальные 90% выводятся в виде тепла. В случае с лампами накаливания ситуация обстоит еще хуже, так как в свет они конвертируют лишь 5% энергии, а в тепло — 95%. Обычно это тепло просто тратится, но ученые решили использовать его для разложения летучих органических веществ. Осенью прошлого года исследователи опубликовали статью, в которой описывали синтез термокатализаторов на основе платины и диоксида титана. Они нанесли этот катализатор на внутреннюю сторону алюминиевого абажура галогеновой лампы и поместили эту лампу в помещение, в воздухе в котором содержался ацетальдегид. При работе лампа нагревала абажур до 120 ℃, что активировало катализатор. Под его действием ацетальдегид разлагался сначала до уксусной кислоты, потом — до муравьиной, а в конце — до воды и углекислого газа. При этом ученые отметили, что эти кислоты и углекислый газ в малых количествах не вредны для человека. Они также отметили, что в тех же условиях может разлагаться формальдегид, а тот же метод может применяться и для ламп накаливания.
В новой работе ученые заменили платину на железо и медь, таким образом удешевив катализатор. При этом медь обладает антибактериальными свойствами, поэтому термокатализатор на ее основе может очищать воздух в помещении не только от летучих органических веществ, но и от бактерий.
Сейчас ученые работают над тем, чтобы разработать подобное покрытие для LED-ламп. В отличие от галогеновых ламп и ламп накаливания, LED-лампы вырабатывают слишком мало тепла, чтобы активировать термокатализаторы. Поэтому ученые решили разработать фотокатализаторы, которые активируются светом из ближней ультрафиолетовой области спектра, ведь LED лампы способны его излучать. Также ученые создают катализаторы, которые смогут частично преобразовать видимый свет, излучаемый LED-лампами, в тепло. В итоге исследователи хотят получить гибридные катализаторы, которые смогут использовать весь спектр света, излучаемого лампами, и выделяемое ими тепло.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
