Nye materialer med fotokatalytiske egenskaber
Fotokatalytisk titaniumoxid kan fremstilles ved brug af en industriel deponeringsproces (PVD). Belægningen er op til 28 gange højere end aktiviteten af kommercielt tilgængeligt selvrensende glas. Resultatet er opnået ved at kontrollere den atomare sammensætning, den krystallinske sammensætning samt materialets mikrostruktur.
Et nyt materiale bestående af titaniumoxid-nanorør er blevet udviklet. Nanorørene dannes om en tynd belægning på fx glas eller rustfrit stål. Belægningen er gennemsigtig og har højere fotokatalytisk aktivitet end belægninger af kommercielt tilgængeligt titaniumoxid. Der foreligger pt. en patentansøgning på metoden.
Selvrensende partikler er fremstillet ved brug af såkaldte sol-gel opløsninger. Materialet tænkes benyttet til at gøre metaller, glas og plast selvrensende.
Fotokatalytiske belægninger
Fotokatalytisk aktiv titaniumdioxid er fremstillet i belægningstykkelser mellem 50 og 3000 nanometer. Belægningerne kan deponeres på materialer af eksempelvis aluminium, stål, silicium, glas, pulverlakeret aluminium og diverse plasttyper (eksempelvis polycarbonat).
Gennemsigtige fotokatalytiske aktive TiO2 film er fremstillet ud fra en såkaldt sol-gel metode. For at undgå nedbrydning af underliggende materiale er der udviklet et barrierelag. Derved kan plast eller malede overflader ligeledes belægges med fotokatalytisk belægning.
Karakteriseringsmetoder
Bestemmelse af vandrensende effekt: en opstilling til test af fotokatalytiske materialers vandrensende egenskaber er etableret. De vandrensende egenskaber bestemmes ved at måle nedbrydning af farvestoffet methylenblå i vandig opløsning. Metoden følger den tyske standard DIN 52980.
Bestemmelse af fedtrensende effekt: selvrensende overfladers evne til at nedbryde fedt kan nu bestemmes. Som modelstof benyttes stearinsyre. Metoden tager udgangspunkt i den tyske standard Degradation of stearicacid (DIN pre draft).
Bestemmelse af luftrensende effekt: apparatur til måling af fotokatalytiske materialers luftrensende egenskaber er blevet udviklet. Acetone benyttes som modelgas. Acetonen nedbrydes til kuldioxid under fotokatalytisk påvirkning. Materialers luftrensende egenskaber kan bestemmes på få timer.
Nedbrydning af gasser: fotokatalytisk oxidation af fx kulmonooxid og NOx’er kan bestemmes vha. nyudviklet mikroreaktor.
Bestemmelse af nedbrydningsprodukter: organiske stoffer, der har fysisk kontakt med fotokatalytiske materialer, nedbrydes bl.a. til gasformige produkter. Analysemetode til bestemmelse af disse nedbrydningsprodukter er etableret.
Bestemmelse af vædning: en overflades vædningsegenskaber kan styres ved hjælp af fotokatalyse. Vædningsegenskaberne bestemmes ved hjælp af kontaktvinkelmåling.
Field test: på to lokationer i Danmark er der opsat field tests, hvor fotokatalytiske belægninger afprøves.
Produkter og anvendelsesområder
Der arbejdes pt. på anvendelse af selvrensende overflader til udendørsprodukter.
Der arbejdes pt. på anvendelse af fotokatalyse i forbindelse med luftrensning og nedbrydning af uønskede gasser i udstyr, hvor ultraviolet lys er til stede.
Der arbejdes pt. på at udvikle selvrensende malinger og coatings med kommercielt sigte.
Hvor effektivt er fotokatalyse?
Vores målinger viser at fotokatalytiske overflader kan nedbryde op til 5 ml fedtstof per kvadratmeter per time i almindeligt sollys.