
Абажуры с секретом: ученые создали устройства для очистки воздуха от химикатов
Как очистить воздух в помещении от вредных химикатов? Ученые нашли необычное решение: абажуры с особым покрытием, которые работают как катализаторы. Они разлагают летучие органические соединения (ЛОС), которые выделяются из разных источников, таких как краски, чистящие средства и мебель.
ЛОС являются основными загрязнителями воздуха в помещении. Они могут вызывать раздражение глаз и дыхательных путей, головные боли и тошноту. При длительном воздействии ЛОС могут приводить к серьезным заболеваниям, таким как рак и инсульт.
— Хён-иль Ким, доктор философии и руководитель проекта из Университета Йонсей.
Загрязнение воздуха в помещении особенно опасно для детей и пожилых людей, которые более чувствительны к химическим соединениям. Дети подвержены риску развития инфекций дыхательных путей, астмы, отита и других заболеваний. Пожилые люди могут страдать от сердечно-сосудистых заболеваний и хронической обструктивной болезни легких.
Абажуры с катализаторами помогут решить эту проблему. Они работают с обычными лампами и могут быть адаптированы для светодиодов. Абажуры содержат катализаторы на основе титана и платины или железа и меди, которые активируются теплом или светом.
Принцип работы фотокатализаторов основан на том, что световая энергия активирует электроны в полупроводниковых материалах. Активированные электроны переносятся на другие молекулы, например, воду или кислород, и вызывають их разложение или окисление. Таким образом, фотокатализаторы способны разрушать органические загрязнители или превращать их в безвредные продукты.
Например, если на поверхность фотокатализатора попадает молекула ЛОС, то свет может активировать электрон в фотокатализаторе и передать его на ЛОС. Это приведет к разрыву связей в ЛОС и образованию радикалов. Радикалы способны реагировать с кислородом или водой и образовывать углекислый газ, воду и другие неорганические соединения.
— Минхён Ли, аспирант лаборатории Кима в Университете Йонсей.
Галогенные лампы преобразуют всего 10% энергии, которую они потребляют, в свет, а остальные 90% преобразуются в тепло. Лампы накаливания еще хуже, они излучают 5% света и 95% тепла.
— Хён-иль Ким.
В статье, опубликованной прошлой осенью, команда сообщила, что им удалось синтезировать термокатализаторы из диоксида титана и небольшого количества платины. Исследователи покрыли внутреннюю часть алюминиевого абажура катализатором и поместили абажур над 100-ваттной галогенной лампой в испытательную камеру, содержащую воздух и газообразный ацетальдегид.
Включение лампы нагрело абажур до температуры примерно 250 градусов по Фаренгейту — достаточно тепла, чтобы активировать катализаторы и разложить ацетальдегид. Во время этого процесса окисления ЛОС сначала превращались в уксусную кислоту, затем в муравьиную кислоту и, наконец, в углекислый газ и воду. Обе кислоты мягкие, а количество выделяемого углекислого газа безвредно, подчеркивают ученые.
Ким и его команда разрабатывают новые катализаторы на основе железа или меди, которые дешевле и эффективнее платины. Они также более стабильны и эффективны при более низких температурах. Абажуры с катализаторами могут снизить концентрацию ЛОС в воздухе до 90% за 40 минут.
Ким надеется расширить технологию абажуров для светодиодов. В отличие от галогенных ламп и ламп накаливания, светодиоды выделяют слишком мало тепла, чтобы активировать термокатализаторы. Поэтому команда Кима разрабатывает фотокатализаторы, которые стимулируются светом ближнего ультрафиолета, излучаемым светодиодами, а также другие катализаторы, преобразующие часть видимого света светодиодов в тепло.
ЛОС являются основными загрязнителями воздуха в помещении. Они могут вызывать раздражение глаз и дыхательных путей, головные боли и тошноту. При длительном воздействии ЛОС могут приводить к серьезным заболеваниям, таким как рак и инсульт.
Люди проводят большую часть времени в помещении, поэтому даже небольшие концентрации ЛОС могут негативно сказаться на здоровье
— Хён-иль Ким, доктор философии и руководитель проекта из Университета Йонсей.
Загрязнение воздуха в помещении особенно опасно для детей и пожилых людей, которые более чувствительны к химическим соединениям. Дети подвержены риску развития инфекций дыхательных путей, астмы, отита и других заболеваний. Пожилые люди могут страдать от сердечно-сосудистых заболеваний и хронической обструктивной болезни легких.
Абажуры с катализаторами помогут решить эту проблему. Они работают с обычными лампами и могут быть адаптированы для светодиодов. Абажуры содержат катализаторы на основе титана и платины или железа и меди, которые активируются теплом или светом.
Принцип работы фотокатализаторов основан на том, что световая энергия активирует электроны в полупроводниковых материалах. Активированные электроны переносятся на другие молекулы, например, воду или кислород, и вызывають их разложение или окисление. Таким образом, фотокатализаторы способны разрушать органические загрязнители или превращать их в безвредные продукты.
Например, если на поверхность фотокатализатора попадает молекула ЛОС, то свет может активировать электрон в фотокатализаторе и передать его на ЛОС. Это приведет к разрыву связей в ЛОС и образованию радикалов. Радикалы способны реагировать с кислородом или водой и образовывать углекислый газ, воду и другие неорганические соединения.
Обычные методы удаления летучих органических соединений из воздуха в помещении основаны на использовании активированного угля или других типов фильтров, которые необходимо периодически заменять
— Минхён Ли, аспирант лаборатории Кима в Университете Йонсей.
Галогенные лампы преобразуют всего 10% энергии, которую они потребляют, в свет, а остальные 90% преобразуются в тепло. Лампы накаливания еще хуже, они излучают 5% света и 95% тепла.
Это тепло обычно тратится впустую, но мы решили использовать его для активации термокатализатора для разложения летучих органических соединений
— Хён-иль Ким.
В статье, опубликованной прошлой осенью, команда сообщила, что им удалось синтезировать термокатализаторы из диоксида титана и небольшого количества платины. Исследователи покрыли внутреннюю часть алюминиевого абажура катализатором и поместили абажур над 100-ваттной галогенной лампой в испытательную камеру, содержащую воздух и газообразный ацетальдегид.
Включение лампы нагрело абажур до температуры примерно 250 градусов по Фаренгейту — достаточно тепла, чтобы активировать катализаторы и разложить ацетальдегид. Во время этого процесса окисления ЛОС сначала превращались в уксусную кислоту, затем в муравьиную кислоту и, наконец, в углекислый газ и воду. Обе кислоты мягкие, а количество выделяемого углекислого газа безвредно, подчеркивают ученые.
Ким и его команда разрабатывают новые катализаторы на основе железа или меди, которые дешевле и эффективнее платины. Они также более стабильны и эффективны при более низких температурах. Абажуры с катализаторами могут снизить концентрацию ЛОС в воздухе до 90% за 40 минут.
Ким надеется расширить технологию абажуров для светодиодов. В отличие от галогенных ламп и ламп накаливания, светодиоды выделяют слишком мало тепла, чтобы активировать термокатализаторы. Поэтому команда Кима разрабатывает фотокатализаторы, которые стимулируются светом ближнего ультрафиолета, излучаемым светодиодами, а также другие катализаторы, преобразующие часть видимого света светодиодов в тепло.
- Евгения Бусина
- Хён-иль Ким
Наши новостные каналы
Подписывайтесь и будьте в курсе свежих новостей и важнейших событиях дня.
Рекомендуем для вас

Планшет, пролежавший в Темзе пять лет, помог раскрыть серию запутанных преступлений
Эксперты говорят: даже вода не смогла стереть цифровые следы....

Учёные говорят, что обнаружили огромный тайный город под египетскими пирамидами
Проверять пока не разрешили....

«Инопланетяне» на Земле? Древние 8-метровые «грибы» оказались совершенно неизвестной формой жизни
Вот уже 180 лет подряд живые «башни» ставят в тупик всю науку....

«Шерстистый дьявол» обнаружен в пустыне, на границе Мексики и США
Ученые говорят: такой уникальной находки не было последние полвека....

Похоже, что проблема космического мусора в скором времени будет решена раз и навсегда
Новая технология не только очистит космос, но и поможет спутникам работать втрое дольше....

Американские спецслужбы скрывают правду о самой древней из библейских реликвий?
Экстрасенс ЦРУ предупредил: Ковчег Завета убьет каждого, кто к нему прикоснется....

Почему мы не помним себя младенцами? Новое исследование дало ответы
Возможно, помним, но «ларчик» заперт....

Археологи ликуют: в Испании нашли рисунки, которые старше человечества!
200 000-летняя находка заставит пересмотреть учебники....

Астрофизики рассказали, почему Вселенная замедляется вопреки предсказаниям Эйнштейна
Если открытие DESI и ослабление темной энергии подтвердится, учебники придется переписать....

Ученые поражены: мыши, как спасатели, оживляют своих сородичей, попавших в беду
Открытие, от которого дрогнет даже самое черствое сердце....

Кислород устарел! Ученые нашли новый ключ к внеземной жизни
Гицеанические миры могут стать новой надеждой астрофизиков....

На 100 000 лет раньше людей: ученые рассказали, кто устроил первые похороны на планете
Загадочные карлики Homo naledi, чей мозг был размером с апельсин, оказались не глупее нас с вами....

Секретная мутация гена: оказалось, ее имеют все обитатели Марианской впадины
Поразительное открытие китайских ученых может изменить всю теорию эволюции....

10 лет за 48 часов: ИИ полностью переиграл ученых в поисках секрета супербактерий
Однако эксперты предупреждают: нейросети не только ускоряют науку, они запросто могут столкнуть нас в пропасть....

Скрытые миллиарды: население Земли оказалось гораздо больше, чем считалось
Новые исследования бросают вызов официальным демографическим данным....

Ученый рассказал, как использовались загадочные артефакты из гробницы Тутанхамона
Это было как в фильме «Мумия»: «Фараон должен воскреснуть!»...