Czym jest technologia fotokatalizy? Zapraszamy do lektury

Śmiało można powiedzieć, że gdyby fotokataliza na dobre
wkroczyła w nasz codzienny świat, to uległby on daleko idącym
zmianom. I byłoby to zmiany na lepsze. Zatem do czego
służy (mogłaby służyć) fotokataliza??

• do uzdatniania wody – do usuwania
  organicznych i metaloorganiczny zanieczyszczeń (np. Pestycydów,
  barwników z przemysłu włókienniczego), do usuwania jonów metali
  (np. Metali toksycznych lub ciężkich takich jak chrom, ołów
  czy arsen), do usuwania patogenów /mikroorganizmów i ich
  form przetrwalnikowych – zarówno w skali makro takich
  jak oczyszczanie wody w rzece, oczyszczanie strumienia
  ścieku z procesu przemysłowego; jak i w skali mikro np.
  Przygotowanie wody pitnej na potrzeby danej rodziny
• do filtracji powietrza i usuwaniu odorów, zanieczyszczeń
  organicznych i nie organicznych, zarodników
  grzybów i pleśni w wielu lokalizacjach i zastosowaniach np.
  W mieszkaniach i miejscach pracy, w samochodach,
  w obszarach arterii komunikacyjnych, w oborach,
  chlewniach i kurnikach, do filtracji wyziewów,
  oparów i dymów z procesów technologicznych
  lub pojedynczych urządzeń
• do oczyszczania powierzchni w tym oczyszczania ścian
  wewnętrznych i elewacji, oczyszczania szyb okiennych i szkła
  architektonicznego, oczyszczaniu glazury i terakoty, sterylizacji
  powierzchni i mebli w placówkach medycznych w tym
  salach operacyjnych, zabezpieczeniu powierzchni drewnianych przed inwazją porostów
• do wytwarzania paliw na drodze redukcji wody do wodoru
  lub redukcji dwutlenku węgla do metanu lub metanolu
• do wytwarzania tlenu w miejscach gdzie jest on niedostępny np.
  Na stacji kosmicznej
• w reakcjach syntezy organicznej na drodze addycji wykorzystując
  związki organiczne i/lub dwutlenek węgla jako substraty

Jak widać z powyższej listy, fotokataliza ma bardzo liczne
obszary zastosowania. W większości zastosowania te są w fazie
badań, choć już dziś na rynku dostępne są produkty wykorzystujące
technologię fotokatalizy. Jako przykłady można podać cement
fotokatalityczny firmy Italcement nieulegający zabrudzeniu do wytwarzania
betonowych ścian, posadzek czy elementów
architektonicznych i rzeźb ogrodowych. Innym przykładem może być
drukarka przestrzenna Accura Genius 3 D
wyposażona w opracowany w naszej firmie filtr SYNE, która
to drukarka w 2016 roku została nagrodzona 3 medalami
na targach Brussels-Innova.

Skoro już podano gdzie fotokataliza szuka dla siebie zastosowań, war
to też napisać czym ona jest. Fotokataliza heterogeniczna jest
zatem procesem w którym półprzewodnik wskutek absorpcji kwantu światła
słonecznego lub sztucznego zdolny jest do inicjowania reakcji
chemicznej, utleniania lub redukcji. Dzieje się tak
za sprawą generowanych par elektron-dziura, które
to ładunki z kolei reagują z parą wodną (lub wodą)
czy tlenem, prowadząc do wytwarzania reaktywnych form tlenu, bardzo
silnych utleniaczy. Te nietrwałe indywidua chemiczne
utleniają i rozkładają większość związków, prowadząc do ich
całkowitej mineralizacji. Dzięki temu degradacja nawet bardzo szkodliwych
związków chemicznych prowadzi do powstania pary wodnej, tlenku
węgla i innych prostych związków – produktów
bezpiecznych i czystych. Jest to jedna z zalet
fotokatalizy. Inną zaletą jest np. Brak konieczności stosowania
szkodliwych czynników chemicznych do oczyszczania jak np.
Ma to miejsce w uzdatnianiu wody przez chlorowanie.
Wreszcie niskie koszty i bezobsługowa aktywność filtrów
fotokatalitycznych czynią tą technologię bardzo obiecującą.

Typowym fotokatalizatorem jest dwutlenek tytanu, jednak jest on aktywny wskutek
naświetlania ultrafioletem a nie światłem widzialnym, co jest
jego poważną wadą. Z drugiej jednak strony filtry oparte na tym
związku są bardzo trwałe. W Saj Tom Light Future pracujemy nad nowymi
klasami materiałów fotokatalitycznych, które łączą w sobie cechy
wysokiej aktywności i trwałości, a także są tanie, łatwo
dostępne, nietoksyczne, aktywne pod wpływem naświetlania światłem
widzialnym oraz możliwa jest ich regeneracja. Prace te realizowane są
między innymi w ramach realizowanego projektu
finansowanego z Programu Operacyjnego dla Województwa
Małopolskiego (RPMP. 01. 02. 01-12-0401/17 − 00)