تبدیل آلاینده‌های خانه به مواد بی‌ضرر با «آباژور هوشمند»
به گزارش خبرنگار خبرگزاری علم و فناوری آنا، دانشمندان به‌تازگی آباژور‌هایی با پوشش کاتالیزوری طراحی کردند که آلاینده‌های هوای داخل خانه را به ترکیبات بی‌ضرر تبدیل می‌کند.
آباژور‌ها با لامپ‌های هالوژنی و رشته‌ای کار می‌کنند و محققان در تلاش هستند این فناوری را برای لامپ‌های LED توسعه دهند.
«هیونگ ایل کیم» (Hyoung-il Kim)، محقق اصلی این پروژه می‌گوید: آباژور‌ها ترکیبات آلی فرار (VOCs) را هدف قرار می‌دهند که بیشتر آلاینده‌های هوای داخل خانه را تشکیل می‌دهد. این ترکیبات شامل استالدئید و فرمالدئید است و توسط رنگ‌ها، پاک‌کننده‌ها، خوشبوکننده‌های هوا، پلاستیک، مبلمان، آشپزی و سایر منابع آزاد می‌شوند.
به گفته کیم اگرچه غلظت VOCs در خانه یا محل کار کم است، مردم بیش از ۹۰ درصد از زمان خود را در داخل خانه می‌گذرانند؛ بنابراین قرار گرفتن در معرض آن به مرور زمان افزایش می‌یابد.
«مین هیونگ لی» (Minhyung Lee)، از اعضای این گروه تحقیقاتی در دانشگاه یونسی کره جنوبی، می‌گوید: روش‌های مرسوم برای حذف VOCها از هوای داخل خانه به کربن فعال یا انواع دیگر فیلتر‌ها بستگی دارد که باید به طور دوره‌ای تعویض شوند.
دستگاه‌های دیگری نیز ساخته شدند که VOCها را با کمک ترموکاتالیست‌های فعال شده توسط دما‌های بالا یا فوتوکاتالیست‌هایی که به نور پاسخ می‌دهند، تجزیه می‌کنند. اما اکثر این واحد‌ها به یک بخاری جداگانه یا منبع نور فرابنفش (UV) نیاز دارند که می‌تواند محصولات جانبی ناخواسته تولید کند.
این پژوهشگران تلاش کردند رویکرد ساده‌تری ارائه کنند تا فقط به یک منبع نور مرئی نیاز داشته باشد و گرما را مانند یک لامپ هالوژن یا رشته‌ای و یک آباژور پوشیده‌شده با یک ترموکاتالیست تولید کند.
لامپ‌های هالوژن تنها ۱۰ درصد انرژی مصرفی خود را به نور تبدیل می‌کنند و ۹۰ درصد دیگر به گرما تبدیل می‌شوند. لامپ‌های رشته‌ای حتی بدتر هستند و ۵ ٪ نور و ۹۵ ٪ گرما ساطع می‌کنند.
لی اظهار داشت: این گرما معمولاً هدر می‌رود، اما ما تصمیم گرفتیم از آن برای فعال کردن یک ترموکاتالیست برای تجزیه VOC استفاده کنیم.
این محققان ترموکاتالیست‌های ساخته شده از دی اکسید تیتانیوم و مقدار کمی پلاتین را سنتز کرده‌اند. آن‌ها داخل یک آباژور آلومینیومی را با کاتالیزور پوشانده و سایه‌بان آباژور را روی یک لامپ هالوژن ۱۰۰ واتی در محفظه آزمایشی حاوی هوا و گاز استالدئید قرار دادند.
روشن کردن لامپ، سایه‌بان را تا حدود ۲۵۰ درجه فارنهایت گرم کرد که برای فعال کردن کاتالیزور‌ها و تجزیه استالدئید کافی است.
در طی این فرآیند اکسیداسیون، VOC در ابتدا به اسید استیک، سپس به اسید فرمیک و در نهایت به دی اکسید کربن و آب تبدیل شد. کیم خاطرنشان می‌کند که هر دو اسید ملایم هستند و میزان دی اکسید کربن آزاد شده بی ضرر است.
محققان همچنین دریافتند که فرمالدئید می‌تواند در شرایط یکسان تجزیه شود و این روش با لامپ‌های رشته‌ای کار می‌کند.
به گفته وی، این اولین نمایشی بود که از گرمای اتلاف منابع لامپ استفاده می‌کرد. اکثر پروژه‌های تحقیقاتی قبلی و حتی چند لامپ موجود در بازار، بر روی فوتوکاتالیست‌های فعال شده با نور برای از بین بردن آلودگی هوای داخل ساختمان تکیه کرده‌اند.
جهت گیری‌ها و نوآوری‌های آینده به‌تازگی این محققان کره‌ای در حال بررسی جایگزین‌های ارزان‌تر برای پلاتین بوده‌اند. آن‌ها پیش از این نشان دادند این کاتالیزور‌های جدید مبتنی بر آهن یا مس می‌توانند VOCها را تجزیه کنند. علاوه بر این، مس یک ضدعفونی‌کننده است، بنابراین کیم پیش‌بینی می‌کند که کاتالیزور مس می‌تواند میکروارگانیسم‌های موجود در هوا را از بین ببرد.
اکنون، دانشمندان به دنبال راه‌هایی برای گسترش مفهوم آباژور پاک‌کننده هوا روی لامپ‌های LED هستند. برخلاف لامپ‌های هالوژن و رشته ای، LEDها حرارت بسیار کمی را برای فعال کردن ترموکاتالیست‌ها آزاد می‌کنند. بنابراین، تیم کیم در حال توسعه فوتوکاتالیست‌هایی هستند که توسط نور نزدیک به UV ساطع شده توسط LEDها تحریک می‌شوند، و همچنین کاتالیزور‌های دیگری که بخشی از خروجی نور مرئی LEDها را به گرما تبدیل می‌کنند.
انتهای پیام/