Geschiedenis Van De Oxidatieve Fotokatalyse

Transcriptie

1 Geschiedenis Van De Oxidatieve Fotokatalyse

2

3 Er zij licht! De fotosynthese bevindt zich in het kloppende hart van alle organische en natuurlijke processen van het leven op aarde en heeft een geschiedenis van meer dan 2,6 miljard jaar. TiO2-fotokatalyse is een natuurlijke techniek die geactiveerd wordt door licht en zeker nog een miljard jaar ouder is dan de fotosynthese... en deze techniek kan goed de vonk geleverd hebben die geleid heeft tot de fotosynthese... en het leven hier op aarde. Het Griekse woord foto betekent licht. Bij fotosynthese geeft het licht energie aan het chlorofyl, wat de verbinding ontketent van koolstof (C) uit CO2, waterstof (H) uit H2O, zuurstof (O) uit O2 in de lucht en stikstof (N) uit meststof tot CHON organisch leven in zijn oneindige variëteit. Bij fotokatalyse voorziet het licht titaniumdioxide (TiO2 het negende meest voorkomende mineraal op onze planeet, ook bekend als wit pigment of titaanwit) van energie, wat vrijwel onmiddellijk het uiteenvallen van organische moleculen in hun samenstellende delen in gang zet: gasvormig H2O en CO2 en mineralen. TiO2-fotokatalyse is een bijzonder eenvoudige en rendabele manier om vervuiling te bestrijden, oppervlakken schoon te houden en de lucht te zuiveren. Als katalysator raakt TiO2 niet uitgeput bij de reacties die het in gang zet; het blijft werken als een perpetuum mobile... zolang er licht is.

4 Algemene Beschrijving en Referenties PURETI is de Amerikaanse fabrikant van de veiligste, zekerste, veelzijdigste en als beste erkende fotokatalytische oplossingen op de actuele wereldmarkt. Een goede introductie biedt de video in onderstaande link. Deze video is gemaakt door onze nieuwste klant: Neolith, een Spaanse tegelfabrikant. De PURETi Group produceert (in Amerika en Spanje) en verkoopt (over de hele wereld) oplossingen van water en mineralen die gebruikt worden voor het inspuiten van alle mogelijke soorten gebouwen en oppervlakken, binnen en buiten,... en bouwmaterialen zoals zonnepanelen, geveltegels, lampen en luchtreinigers... om de behandelde oppervlakken te transformeren tot zelfreinigende luchtzuiveraars die geactiveerd worden door licht. Tot de huidige toepassingen behoren zonnepanelen die langer schoner blijven en daardoor meer elektriciteit kunnen produceren, kantoren en scholen met verbeterde binnenluchtkwaliteit die preventief werken tegen luchttwegproblemen, gebouwen en voertuigen die veel minder onderhoud nodig hebben, wegen die de vervuiling van het buitenmilieu tegengaan, windturbines die schoon blijven, led-verlichtingssaccessoires die energie besparen en de lucht schoonmaken, kassen en binnenteelt met buitengewone resultaten. Deze opmerkelijke technologie is niet ontdekt door PURETi... Deze eer komt twee Japanse wetenschappers toe (professor Honda en professor Fujishima van de Universiteit van Tokio); in 1968 beschreven zij als eersten wat er gebeurt wanneer licht energie geeft aan titaniumdioxide (TiO2), een mineraal dat ook bekend staat als wit pigment. PURETi was ook niet de eerste die deze luchtzuiverende, zelfreinigende door licht geactiveerde technologie ging vermarkten. Die eer komt toe aan Corporation TOTO. Dit bedrijf bracht in 1998 als eerste een fotokatalytische en zelfreinigende keramische tegel op de markt. Het probleem waar zij mee te maken kregen, was dat het een product van de eerste generatie was (zie ook verderop de piramide van de evolutie van de fotokatalytische techniek). Net zoals de elektrische auto s van 40 jaar geleden niet genoeg konden concurreren, had de technologie van TOTO technische vooruitgang nodig. De fotokatalyse-tio2-techniek waar de huidige marktpositie van PURETi op gebaseerd is, is veiliger, krachtiger, veelzijdiger, rendabeler en kan bogen op succesverhalen als de volgende: 1- De NASA koos PURETi en alleen PURETi in 2012 als Dual Use Technology Partner na uitgebreide screening van alle bekende concurrenten.

5 2- Het Gemeenschappelijk Centrum voor Onderzoek (JRC) van de EU koos PURETi en alleen PURETi als fotokatalyse-partner bij het project iscape voor slimme beheersing van vervuiling, een project van het EU-programma Horizon Cristal Global (wat spoedig Tronox Cristal zal worden, de grootste producent van TiO2 ter wereld) koos PURETi en alleen PURETi als exclusieve partner op het gebied van fotokatalyse in een waterig milieu. Release.aspx 4- Jacek Koziel, hoogleraar aan de State University van Iowa, ontdekte dat PURETi een fotokatalytische efficiëntie bezit die 10x tot 25x krachtiger is dan Degussa / Evonik P25, de zogeheten gouden standaard binnen het onderzoek naar fotokatalytisch TiO PURETi is de enige leverancier van fotokatalytische TiO2-oplossingen die goedgekeurd is door de nano-divisie van de NIOSH, de strengste organisatie op het gebied van laboratorium-risico s ter wereld... en daarbij bleek dat het volkomen veilig is en bij toepassing ervan geen enkel type nanodeeltjes geproduceerd werd PURETi is gekozen door Apple, Amazon, Aunde, Aramark, het gemeentebestuur van Austin in Texas, Atlanta Public Schools en zo gaat de lijst, die elke dag groeit, door tot de Z.

6 Pureti - Geschiedenis van het bedrijf De sleutel voor de effectiviteit van een fotokatalytisch product is de bestendigheid van de katalysator en de hoeveelheid oppervlak die blootgesteld is aan het actieve ingrediënt nano-deeltjes van de anataasvorm van TiO2. Hoe groter het blootgestelde oppervlak, hoe groter de interactie tussen katalysator en licht, lucht, vocht en vervuilende stoffen. De krachtigste katalysators op het grootste blootgestelde oppervlak leveren de beste resultaten op. 20 jaar na de commerciële lancering van fotokatalytisch TiO2 zijn er drie soorten producten op de markt: Generatie 1 - Op poederbasis bijvoorbeeld Toto, glas van Pilkington, cement en beton van Italcementi, gevelbekleding van Alcoa. Deze producten worden gemaakt door producten of bouwmaterialen te incrusteren, sinteren, mengen of bekleden met poeder of nanodeeltjes van de anataas-vorm van TiO2. De fotokatalytische effectiviteit is beperkt door de bezettingsgraad van de deeltjes en de vermindering van het blootgestelde oppervlak. De rentabiliteit bij toepassing van massieve elementen is beperkt, door vereisten zoals opnieuw asfalteren of herhaald behandelen van het oppervlak met een dun laagje, wat steeds weer extra werk aan het product vereist. Generatie 2 - Bekleding en verf bijvoorbeeld Airlite, Cristal, Gens Nano, Global Engineering, KNOxOut, Sto deze verf en relatief dikke bekleding wordt aangebracht met een snelheid van ca. 15 m2 per liter op het oppervlak van wegen. Hoewel de fotokatalytische effectiviteit groter is dan bij de producten van Generatie 1, is het effect nog steeds suboptimaal en de rentabiliteit is beperkt door de lage dekkingsgraad en wisselende en dubieuze bestendigheid. Generatie 3 - Waterige behandeling van oppervlakken bijvoorbeeld PURETi-. Deze unieke en veelzijdige suspensie van amorf en kristallijn titanium hecht zich voor lange tijd aan wegen, hekwerken en gevels, met minder bezettingsgraad van product dan alle ons bekende producten van de concurrentie. PURETi wordt efficiënt toegepast en heeft het hoogste rendementscijfer in de markt. Een liter PURETi bedekt 75 m2 weg- of geveloppervlak. Bovendien is PURETi met CristalACTiV de krachtigste katalysator die op de markt is 10 tot 25 keer krachtiger dan Degussa P25 (de gouden standaard van het fotokatalytisch TiO2-onderzoek), volgens recent onderzoek van de State University van Iowa, dat ook gepubliceerd is in wetenschappelijke tijdschriften. Ander onderzoek van Queens IPS, de Universiteit van Ferrara, State University Luisiana, State University Washington, Universiteit Stony Brook en State University Iowa is beschikbaar als bewijs voor de kwaliteit van PURETi.

7 Waarom is PURETi beter dan de concurrentie? Pureti maakt gebruik van de technologie CristalACTiV Sol, waardoor het efficiënter is dan de concurrentie. Het fotokatalyse-proces vindt plaats aan het oppervlak en de Soltechnologie is de beste, ook volgens onderstaand commentaar en grafieken/afbeeldingen: De ontwikkeling van de fotokatalyse krijgt de laatste jaren behoorlijk veel aandacht, ook al omdat de techniek toegepast wordt op uiteenlopende producten in veel verschillende toepassingsgebieden, in het bijzonder milieu- en energiegerelateerd. Na de ontdekking van de dissociatie van het watermolecuul door Fujishima en Honda in 1972, zijn de fotokatalytische eigenschappen van bepaalde materialen ingezet om zonneenergie om te zetten in elektronen en vrije elektronen na absorptie van ultraviolet licht (uv). En verder om chemische energie te produceren waarmee het mogelijk is om stoffen te laten oxideren en reduceren met het doel om andere nuttige stoffen te verkrijgen, zoals zuurstof en koolwaterstoffen, en om vervuilende stoffen en bacteriën te doden of te verwijderen op muuroppervlakken, in de lucht en in het water. Van de vele soorten fotokatalytische materialen die er zijn, is TiO2 een van de meest onderzochte en meest gebruikte, in zeer vele toepassingen. Dat is te danken aan zijn potentieel als oxidant: krachtig in het afbreken van organische vervuilende stoffen,

8 hydrofiel, chemisch stabiel, lange tijd bestendig, niet giftig, voordelig in prijs en optisch transparant. Er zijn veel factoren die aanzienlijke invloed op het rendement van fotokatalytische materialen en producten hebben. Daartoe behoren het formaat van de deeltjes, het specifieke oppervlak, het poriënvolume, de poriënstructuur, de kristallijne fase en de facetten van de blootgestelde oppervlakken. is ontwikkeld en geoptimaliseerd om het specifieke oppervlaktegebied, het poriënvolume, de poriënafmeting en het dispersieniveau te maximaliseren, wanneer het aangebracht wordt op een manier dat deze eigenschappen de afmetingen van het toegankelijke oppervlak en daarmee de mate van materieoverdracht voor absorptie en afbraak van organische vervuilende stoffen vergroten. Het gecombineerde effect van deze factoren geeft als resultaat een verbeterd fotokatalytisch rendement, want de fotokatalytische reacties zijn gebaseerd op chemische reacties op het oppervlak van het fotokatalytisch materiaal. Bovendien vergroten deze structuurfactoren de capaciteit om licht op te vangen. Het effect is dan maximale interactie van het licht met het maximale oppervlak. Omdat de fotokatalytische reacties gebaseerd zijn op chemische reacties aan het oppervlak van het materiaal, zijn er slechts zeer dunne laagjes nodig om optimale resultaten te bereiken. In een zeer dikke laag zou het uv-licht de moleculen niet kunnen activeren, omdat ze zich dan op een zekere diepte bevinden, en evenmin zouden de af te breken organische stoffen in contact komen met de oppervlakken waar de chemische reacties plaatsvinden. Dit is het geval bij sommige fotokatalytische verven en cementmelk waarbij de substraten van het product zelf de titaniumdioxidedeeltjes afschermen van het licht. Dat is dan zoiets als een zonnewijzer onder een afdak plaatsen!

9

10

11