光活化混凝土可擦除交通隧道中的空氣污染
交通是空氣污染的最大來源之一,但如果我們駕駛的道路能夠自行幫助清潔空氣呢?韓國的工程師現在已經證明,光催化混凝土可以幫助減少隧道的污染。雖然我們需要盡快過渡到更環保的車輛,但這仍然需要幾十年的時間。在此期間,找到其他方法來吸取空氣污染是很重要的,那麼為什麼不求助於世界上最常見的建築材料來幫忙呢?
近年來,科學家們已經開發出混凝土,可以將周圍空氣中的一些有害物質轉化為無害的產品。這些空氣淨化混凝土系統依靠的是二氧化鈦塗層,它與陽光反應,產生稱為活性氧(ROS)的分子。這些分子具有很強的氧化能力,可以分解空氣中的污染物,如揮發性有機化合物(VOC)、氮氧化物、硫氧化物和氨,並防止細小顆粒物的形成。
在新的研究中,韓國土木工程和建築技術研究所(KICT)的研究人員開發了這種光催化混凝土,並在一個交通隧道中進行了測試,那裡由於空氣流通不暢,污染往往比較嚴重。沿著牆壁安裝了人工燈,以促進混凝土中的光活化反應。
一張圖說明了新的空氣淨化混凝土是如何工作的。一層二氧化鈦與陽光(或人造光)相互作用,產生活性氧,將空氣污染物如氮氧化物、硫氧化物、揮發性有機化合物和氨降解為無害的最終產品。
研究小組發現,氮氧化物的水平在24小時內下降了約18%,反應的最終產品是鹽類,部分由混凝土中的鈣含量形成。這些鹽分很快就被雨水沖走了。更好的是,該團隊說,這個過程應該允許光催化混凝土無限期地運作,而不需要任何超出普通混凝土的額外維護。
該團隊計劃繼續研究該技術,以幫助其實現商業化,並希望能提高其有效性。其他的例子已經成功地將氮氧化物水平降低了45%,甚至在與石墨烯搭配時達到驚人的70%。
“使用光催化劑的建築技術可以對減少國家生活環境中的細顆粒物產生立竿見影的效果”,該項目的首席研究員Jong-Won Kwark博士說。”我們計劃建立一個與地方政府和公共公司合作的系統,將試驗示範擴大到其他地點,以實現具有實際效果的商業化和分配”。
一篇描述光催化混凝土的早期論文發表在KSCE《土木與環境工程研究》雜誌上。