Promieniowa jonizacja katalityczna, technologia RCI () – aktywna technologia oczyszczania powietrza, wykorzystująca proces fotokatalizy do tworzenia jonów wodorotlenowych i nadtlenkowych (utleniaczy). Jony te mają zdolność wytrącania z powietrza zanieczyszczeń stałych (pyłów, alergenów), dezaktywacji wirusów i bakterii oraz redukcji stężenia lotnych związków organicznych.
Historia Technologia oczyszczania powietrza z wykorzystaniem fotokatalizy heterogenicznej (fotokatalitycznego utleniania) została zapoczątkowana przez NASA, podczas doświadczeń przy hodowli roślin, przeprowadzanych na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej. Specjaliści z Uniwersytetu Wisconsin opracowali technikę, umożliwiającą zredukowanie ilości etylenu – naturalnego hormonu roślin, który przyspiesza ich dojrzewanie i rozkład. Powietrze w komorze z roślinami oczyszczano z etylenu za pomocą tzw. płuczki etylenowej: na płytkę pokrytą dwutlenkiem tytanu (katalizator) działano światłem ultrafioletowym. Efektem reakcji było uwolnienie do powietrza utleniaczy, które rozkładały niepożądany etylen. Płuczkę etylenową po raz pierwszy skutecznie zastosowano w 1995 roku.
Standardowa metoda fotokatalitycznego utleniania zanieczyszczeń z powietrza szybko znalazła zastosowanie w przemyśle oczyszczaczy powietrza i jest używana do dziś. Metoda ta ma jednak pewne ograniczenia: obszar reakcji jest nieduży, przez co może być ona zastosowana w oczyszczaczu powietrza tylko pod postacią tzw. filtra fotokatalitycznego, przez który przepuszczane jest powietrze.
W związku z tym, aby zwiększyć skuteczność procesu oczyszczania, w NASA skonstruowano matrycę w kształcie plastra miodu (pozwoliła zwiększyć obszar zachodzenia reakcji), a następnie do warstwy dwutlenku tytanu dodano kompozyt z metali ziem rzadkich i szlachetnych (wzmocnienie katalitycznych możliwości matrycy). Powstałą w ten sposób technologię nazwano Radiant Catalytic Ionization – promieniową jonizacją katalityczną (technologią RCI).
Skuteczność Testy przeprowadzone na Uniwersytecie w Kansas wykazały, że promieniowa jonizacja katalityczna eliminuje z powietrza patogeny na poziomie 96,4% - 99,9%. Podczas badania technologię RCI zastosowano do usuwania powszechnie występujących, groźnych dla człowieka wirusów, bakterii i grzybów, w tym m.in. gronkowca złocistego, laseczek tężca, pałeczki okrężnicy, grzybów pleśniowych. Dwie godziny od ekspozycji, liczebność patogenów spadła o 80%, po sześciu godzinach skuteczność technologii wyniosła ponad 90%.
Specjaliści z Departamentu Zdrowia Środowiskowego Uniwersytetu w Cincinnati testowali efektywność technologii RCI w usuwaniu lotnych związków organicznych, pyłów zawieszonych w powietrzu oraz drobnych cząstek. Badania prowadzone pod kierownictwem dr Siergieja Grinshpuna potwierdziły znaczną redukcję stężenia lotnych związków organicznych, w tym etylenu na poziomie 85%, 98% eliminację drobnych cząstek stałych o rozmiarach 0,4 μm w czasie ok. 40 min.(w przypadku cząstek o rozmiarze poniżej 0,3 µm skuteczność wyniosła 85%).
Ponadto obserwacja pod mikroskopem pokazała, że jony wodorotlenkowe i nadtlenkowe neutralizują bakterie na kilka sposobów: niszczą zewnętrzną otoczkę ściany komórkowej bakterii, rozkładają enzymy odpowiedzialne za proces oddychania bakterii, co prowadzi do obumarcia komórki, uszkadzają DNA i RNA bakterii.
Analizy polskich ośrodków badawczych pokrywają się z wynikami zagranicznych badań. Na terenie Polski testy przeprowadzano m.in. na Uniwersytecie Rolniczym w Krakowie, Uniwersytecie Gdańskim oraz w Muzeum Narodowym w Warszawie.
Zastosowanie Promieniowa jonizacja katalityczna służy przede wszystkim do uzdatniania powietrza wewnątrz pomieszczeń. Właściwości technologii umożliwiają: neutralizowanie bakterii, wirusów eliminacje nieprzyjemnych zapachów, dymu redukowanie stężenia lotnych związków organicznych wytrącanie alergenów, cząstek stałych i drobnych pyłów
Technologia RCI została skomercjalizowana na początku XXI wieku i jest stosowana w aktywnych oczyszczaczach powietrza. Są to urządzenia, które w przeciwieństwie do pasywnych oczyszczaczy, nie stosują systemu filtrów zatrzymujących zanieczyszczania. Ponieważ w oczyszczaczach aktywnych, za eliminowanie zanieczyszczeń odpowiadają emitowane do przestrzeni zjonizowane utleniacze, proces oczyszczania odbywa się w całej objętości powietrza w pomieszczeniu.
Przypisy S. Grinshpun, Control of Aerosol Contaminants in Indoor Air Environmental Science and Technology, Vol. 41, No. 2, 2007, s. 608 - 609 [Dostęp 12.06.15] [Dostęp 15.06.12] S. Grinshpun, op.cit., s. 610 [Dostęp 15.06.12] , op.cit (ang.) [Dostęp 15.06.09]
Bibliografia
Kategoria:Kataliza Kategoria:Instalacje sanitarne