1. Kako rade fotokatalitički filtri
Fotokatalitički filteri temelje se na kemijskoj reakciji poznatoj kao fotokataliza, koja koristi katalizator (obično titanijev dioksid, TiO₂) koji se aktivira svjetlom (obično ultraljubičastim ili UV svjetlom) za razgradnju zagađivača u zraku. Ovaj proces je oblik oksidacije koji omogućuje razgradnju štetnih organskih spojeva i plinova u jednostavnije, neotrovne tvari, kao što su ugljikov dioksid (CO₂) i vodena para (H₂O). Ključne komponente fotokatalitičkog filtra uključuju fotokatalizator, izvor svjetlosti i zagađivače koje filtar cilja.
Fotokatalizator (titanijev dioksid, TiO₂):
Titanijev dioksid je najčešće korišten fotokatalizator u sustavima za pročišćavanje zraka zbog svojih izvrsnih svojstava upijanja svjetlosti, stabilnosti i sposobnosti razgradnje širokog spektra zagađivača. Kada se titanijev dioksid izloži UV svjetlu, njegovi elektroni postaju pobuđeni, generirajući reaktivne kisikove vrste (ROS) kao što su hidroksilni radikali (•OH) i superoksidni anioni (O₂•−). Ove visoko reaktivne molekule napadaju organske zagađivače u zraku, razlažući ih na bezopasne tvari.
Ciljani zagađivači:
Fotokatalitički filtri posebno su učinkoviti u borbi protiv niza hlapljivih organskih spojeva (VOC), bakterija, virusa i neugodnih mirisa. Uobičajeni HOS-evi koji se nalaze u automobilima uključuju one koji se ispuštaju iz plastike, presvlaka i proizvoda za čišćenje. Fotokatalitički filtri mogu razgraditi te HOS-eve, pretvarajući ih u manje štetne tvari poput ugljičnog dioksida i vode. Dodatno, proces može neutralizirati bakterije i viruse uništavanjem njihove stanične strukture, čineći fotokatalitičke filtere popularnim izborom za primjene koje zahtijevaju sterilizaciju i dezinfekciju zraka.
Proces razgradnje zagađivača:
Fotokatalitička razgradnja onečišćujućih tvari može se dogoditi na dva načina:
Izravna oksidacija: Kada zagađivači dođu u izravan kontakt s aktiviranim katalizatorom, oksidiraju ih reaktivne vrste kisika, koje razlažu organske molekule na ugljični dioksid, vodu i druge jednostavnije molekule.
Sekundarne reakcije: Ponekad zagađivači prolaze kroz sekundarne reakcije, gdje stupaju u interakciju s drugim spojevima u okolišu ili samoj površini katalizatora, što dovodi do složenijih procesa razgradnje.
Rezultat ovog procesa je značajno smanjenje štetnih zagađivača u zraku, čineći fotokatalitičke filtere posebno učinkovitima u okruženjima gdje je kvaliteta zraka ugrožena zagađivačima i mikrobima.
2. Prednosti korištenja fotokatalitičkih filtara u automobilu
Korištenje fotokatalitičkih filtara u automobilu ima nekoliko prednosti, posebice u smislu poboljšanja kvalitete zraka smanjenjem zagađivača i povećanjem ukupne udobnosti u kabini.
Uklanjanje mirisa
Automobili često nakupljaju razne neugodne mirise zbog čimbenika poput pušenja, prolijevanja hrane, prisutnosti kućnih ljubimaca ili ispušnih plinova. Tradicionalni osvježivači zraka maskiraju te mirise, ali ne uklanjaju temeljne izvore kontaminacije. Fotokatalitički filtri, s druge strane, razgrađuju molekule koje uzrokuju te mirise na molekularnoj razini. Na primjer, mogu neutralizirati dim cigarete razgradnjom kemikalija koje uzrokuju loš miris, kao što su ugljični monoksid, amonijak i formaldehid. Slično tome, mogu razbiti mirise kućnih ljubimaca, mirise hrane ili pljesnivost uzrokovanu vlagom ili plijesni. To čini okruženje kabine mnogo ugodnijim bez potrebe za kemikalijama ili umjetnim mirisima.
Uklanjanje hlapivih organskih spojeva (VOC)
HOS-evi predstavljaju značajan problem u automobilima jer mnogi materijali koji se obično koriste u vozilima, poput plastike, presvlaka i osvježivača zraka, tijekom vremena ispuštaju te spojeve. Neki HOS-evi su štetni za ljudsko zdravlje, uzrokuju glavobolje, vrtoglavicu i iritaciju dišnog sustava, a mogu pridonijeti stvaranju prizemnog ozona, ključne komponente smoga. Fotokatalitički filtri mogu razgraditi VOC na jednostavnije, bezopasne spojeve poput ugljičnog dioksida i vodene pare. Ovo je posebno važno za dugotrajnu izloženost, kao što je u vozilima koja se koriste redovito ili dulje vrijeme, jer se HOS-evi mogu akumulirati u skučenom prostoru kabine.
Antibakterijski i antivirusni učinci
Fotokatalitički filtri također imaju sposobnost ubijanja bakterija, virusa i spora plijesni u zraku. Fotokatalitička reakcija stvara visoko reaktivne kisikove vrste (ROS), koje mogu napasti stanične membrane mikroorganizama, narušavajući njihovu strukturu i čineći ih neaktivnima. Zbog toga su fotokatalitički filtri učinkoviti u smanjenju prisutnosti patogena koji bi mogli uzrokovati bolest, posebno u okruženjima u kojima zrak kruži, kao što je automobil. Ova pogodnost posebno je važna tijekom sezone gripe ili kada putujete s malom djecom, starijim putnicima ili osobama s oslabljenim imunološkim sustavom.
Prijatelj okoliša
Jedna od ključnih prednosti fotokatalitičke filtracije je da je to ekološki prihvatljiva metoda pročišćavanja zraka. Za razliku od tradicionalnih filtara, koji hvataju zagađivače u filtarskom materijalu i na kraju ih je potrebno zbrinuti, fotokatalitički filtri razgrađuju onečišćenja u bezopasne nusprodukte. Ovaj proces je samoodrživ sve dok je fotokatalizator aktivan (pod uvjetom da postoji kontinuirana izloženost svjetlu). Ne postoje filtri za jednokratnu upotrebu koje je potrebno zamijeniti, što fotokatalitičku filtraciju čini dugoročno održivijom opcijom.
Bez kemijskih ostataka
Budući da se fotokatalitički filtri ne oslanjaju na kemikalije za pročišćavanje zraka, nema štetnih kemijskih ostataka. Ovo je osobito važno u zatvorenom prostoru kao što je automobil, gdje kemijske pare iz osvježivača zraka ili jakih proizvoda za čišćenje mogu dodatno ugroziti kvalitetu zraka. Fotokatalitička filtracija koristi prirodne, netoksične procese za pročišćavanje zraka, što je čini sigurnom i neinvazivnom metodom pročišćavanja zraka.
3. Specifična razmatranja automobila za fotokatalitičke filtre
Kada razmatrate fotokatalitički filter za upotrebu u automobilu, morate imati na umu nekoliko specifičnih čimbenika koji mogu utjecati na performanse i praktičnost sustava:
Ograničen prostor u autu
Automobili su mali, ograničeni prostori, a pročišćivači zraka, uključujući fotokatalitske filtre, moraju biti kompaktni i učinkoviti u cirkuliranju zraka kroz kabinu. Veličina i raspored pročišćivača ključni su za osiguranje da filtar može učinkovito obraditi zrak u svim dijelovima kabine. Neki sustavi mogu uključivati ugrađene ventilatore ili značajke optimizacije protoka zraka kako bi se osigurala pravilna cirkulacija zraka. Bez učinkovite cirkulacije zraka, fotokatalitički filtar možda neće doprijeti do svih dijelova automobila, smanjujući njegovu ukupnu učinkovitost.
Problemi s ventilacijom
Automobili često imaju ograničenu prirodnu ventilaciju, osobito ako su prozori zatvoreni ili zatamnjeni. Zrak u kabini može stagnirati, a zagađivači se mogu brzo akumulirati ako sustav za pročišćavanje zraka ne cirkulira učinkovito. Fotokatalitički filtri, kada su upareni s odgovarajućim ventilatorom ili sustavom cirkulacije zraka, mogu riješiti ovaj problem aktivnim kretanjem zraka kroz filtar i promicanjem kontinuiranog kontakta između zagađivača i aktiviranog katalizatora.
Izlaganje UV svjetlu
Mnogi fotokatalitički pročistači zraka koriste ugrađene UV lampe kako bi osigurali da katalizator ostane aktivan čak i u okruženjima sa slabim osvjetljenjem. Međutim, UV zračenje može biti štetno ako nije pravilno zaštićeno, osobito u skučenim prostorima poput automobila. Važno je odabrati siguran, dobro dizajniran sustav koji sadrži UV svjetlo unutar filtra, čime se sprječava izlaganje putnika.
