Kvalita vzduchu v podzemných cestných tuneloch býva horšia ako v iných cestných prostrediach v dôsledku zlej cirkulácie vzduchu. Na vyriešenie tohto problému vyvinuli výskumníci z Kórejského inštitútu stavebného inžinierstva a stavebných technológií (KICT) fotokatalytický betón, ktorý dokáže účinne odstraňovať jemné častice z ciest.

Najúčinnejším spôsobom, ako zlepšiť vnútornú kvalitu ovzdušia v cestnej infraštruktúre, je preventívne odstraňovať prekurzory jemných častíc, ktoré vznikajú vo výfukových plynoch automobilov. Preto je v poslednom čase v centre pozornosti aplikácia stavebných materiálov, ktoré využívajú fotokatalyzátory so schopnosťou odstraňovať škodlivé látky ako riešenie znečistenia jemnými časticami.

Fotokatalyzátor je polovodičový materiál, ktorý pri vystavení svetlu dokáže rozložiť znečisťujúce látky prostredníctvom fotokatalytickej reakcie. Fotokatalyzátory reagujú so svetlom a vytvárajú reaktívne formy kyslíka (ROS) so silnou oxidačnou silou, ktorá premieňa prekurzory jemných častíc (oxid dusíka, oxid síry atď.) na neškodné látky prostredníctvom fotokatalytickej reakcie, čo vedie k potlačeniu jemných častíc.

Green Construction by Photocatalyst Research Group (GCP Research Group) KICT vyvinul fotokatalytický betón, ktorý môže znížiť tvorbu jemných častíc prostredníctvom silnej oxidačnej sily ROS generovanej, keď fotokatalyzátor reaguje so svetlom.

Napriek vynikajúcemu výkonu fotokatalyzátorov pri odstraňovaní toxických látok zo vzduchu sa ešte stále musia používať v stavebných materiáloch kvôli vysokým výrobným nákladom. Výsledkom je, že výskumná skupina GCP od roku 2018 s podporou ministerstva pôdy, infraštruktúry a dopravy vyvíja kľúčové technológie pre nákladovo efektívnu hromadnú výrobu fotokatalyzátorov z kalov odpadových vôd. Prostredníctvom tohto projektu sa výskumnej skupine GCP podarilo vyvinúť fotokatalytické konštrukčné materiály a aplikačnú technológiu, ktoré dosiahli technickú výkonnosť aj ekonomickú konkurencieschopnosť.

V máji 2023 výskumná skupina GCP dokončila skúšobnú aplikáciu fotokatalytického betónu na vnútorných stenách podzemného cestného tunela Banpo v Soule v Kórei. Cieľom tejto štúdie bolo overiť účinnosť výsledkov výskumu pri skutočnom používaní. Výsledky ukázali približne 18 % zníženie koncentrácie oxidov dusíka (NOx) v priebehu 24 hodín. Na stene podzemného cestného tunela, kde bol nanesený fotokatalytický betón, bol inštalovaný zdroj umelého svetla, ktorý umožnil fungovanie fotokatalytickej funkcie aj v podzemí, kam sa prirodzené svetlo nedostane. Okrem toho výsledky ukázali, že produkty fotokatalytickej degradácie, ktoré sa premenili na soli v dôsledku obsahu vápnika vo fotokatalytickom betóne, boli účinne zmyté dažďom. To umožňuje, aby fotokatalytická funkcia trvala bez potreby údržby.

Výskumná skupina GCP tiež vykonáva výskum na vytvorenie rôznych certifikačných systémov hodnotenia fotokatalytického výkonu. s cieľom uľahčiť komercializáciu a distribúciu technológie. V súčasnosti vykonávajú komplexnú skúšku v spolupráci s úradmi v provincii Gyeonggi-do, aby preukázali účinnosť fotokatalytických stavebných technológií.

„Technológia výstavby využívajúca fotokatalyzátory môže mať okamžitý vplyv na znižovanie jemných častíc v životnom prostredí krajiny,“ povedal Dr. Jong-Won, Kwark, hlavný výskumník výskumu. „Plánujeme vybudovať systém spolupráce s miestnymi samosprávami a verejnými korporáciami, aby rozšírili skúšobné demonštrácie na ďalšie miesta, aby sa dosiahla komercializácia a distribúcia s praktickými účinkami.“

Zdroj: https://www.nanowerk.com/news2/green/newsid=63106.php