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(guó)的工程師現(xiàn)在已經(jīng)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(huán)保的車輛,但這仍然需要幾十年的時(shí)間。在此期間,找到其他方法來吸取空氣污染是很重要的,那么為什么不求助于世界上最常見的建筑材料來幫忙呢?
近年來,科學(xué)家們已經(jīng)開發(fā)出這種混凝土,可以將周圍空氣中的一些有害物質(zhì)轉(zhuǎn)化為無害的產(chǎn)品。這些空氣凈化混凝土系統(tǒng)依靠的是二氧化鈦涂層,它與陽光反應(yīng),產(chǎn)生稱為活性氧(ROS)的分子。這些分子具有很強(qiáng)的氧化能力,可以分解空氣中的污染物,如揮發(fā)性有機(jī)化合物(VOC)、氮氧化物、硫氧化物和氨,并防止細(xì)小顆粒物的形成。
在新的研究中,韓國(guó)土木工程和建筑技術(shù)研究所(KICT)的研究人員開發(fā)了這種光催化混凝土,并在一個(gè)交通隧道中進(jìn)行了測(cè)試,那里由于空氣流通不暢,污染往往比較嚴(yán)重。沿著墻壁安裝了人工燈,以促進(jìn)混凝土中的光活化反應(yīng)。
一張圖說明了新的空氣凈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(chǎn)生活性氧,將空氣污染物如氮氧化物、硫氧化物、揮發(fā)性有機(jī)化合物和氨降解為無害的最終產(chǎn)品。
研究小組發(fā)現(xiàn),氮氧化物的水平在24小時(shí)內(nèi)下降了約18%,反應(yīng)的最終產(chǎn)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(tuán)隊(duì)說,這個(gè)過程應(yīng)該允許光催化混凝土無限期地運(yùn)作,而不需要任何超出普通混凝土的額外維護(hù)。
該團(tuán)隊(duì)計(jì)劃繼續(xù)研究該技術(shù),以幫助其實(shí)現(xiàn)商業(yè)化,并希望能提高其有效性。其他的例子已經(jīng)成功地將氮氧化物水平降低了45%,甚至在與石墨烯搭配時(shí)達(dá)到驚人的70%。
"使用光催化劑的建筑技術(shù)可以對(duì)減少國(guó)家生活環(huán)境中的細(xì)顆粒物產(chǎn)生立竿見影的效果",該項(xiàng)目的首席研究員Jong-Won Kwark博士說。"我們計(jì)劃建立一個(gè)與地方政府和公共公司合作的系統(tǒng),將試驗(yàn)示范擴(kuò)大到其他地點(diǎn),以實(shí)現(xiàn)具有實(shí)際效果的商業(yè)化和分配"。
——一篇描述光催化混凝土的早期論文發(fā)表在KSCE《土木與環(huán)境工程研究》雜志上。