Качество воздуха в подземных автомобильных туннелях, как правило, хуже, чем в других дорожных условиях, из-за плохой циркуляции воздуха. Чтобы решить эту проблему, исследователи из Корейского института гражданского строительства и строительных технологий (KICT) разработали фотокаталитический бетон, который может эффективно удалять мелкие твердые частицы с дорог.
Наиболее эффективным способом улучшения качества внутреннего воздуха в дорожной инфраструктуре является упреждающее удаление прекурсоров мелкодисперсных твердых частиц, образующихся с выхлопными газами автомобилей. Поэтому применение строительных материалов, в которых используются фотокатализаторы, способные удалять вредные вещества , в последнее время находится в центре внимания в качестве решения проблемы загрязнения мелкими твердыми частицами.
Фотокатализатор представляет собой полупроводниковый материал, который может расщеплять загрязняющие вещества посредством фотокаталитической реакции при воздействии света. Фотокатализаторы реагируют со светом с образованием активных форм кислорода (АФК) с сильной окислительной способностью, которая превращает предшественники мелких твердых частиц (оксид азота, оксид серы и т. д.) в безвредные вещества посредством фотокаталитической реакции, что приводит к подавлению мелкодисперсных твердых частиц. поколение.
Экологически чистое строительство KICT исследовательской группой фотокатализаторов (GCP Research Group) разработало фотокаталитический бетон, который может уменьшить образование мелких твердых частиц за счет сильной окислительной способности АФК, образующихся при реакции фотокатализатора со светом.
Несмотря на отличные характеристики фотокатализаторов по удалению токсичных веществ из воздуха, их еще предстоит использовать в строительных материалах из-за высокой стоимости производства; В результате исследовательская группа GCP с 2018 года разрабатывает ключевые технологии экономичного массового производства фотокатализаторов из осадков сточных вод при поддержке Министерства земли, инфраструктуры и транспорта. В рамках этого проекта исследовательской группе GCP удалось разработать фотокаталитические строительные материалы и технологию их применения, которые достигли как технических характеристик, так и экономической конкурентоспособности.
В мае 2023 года исследовательская группа GCP завершила пробное нанесение фотокаталитического бетона на внутренние стены тоннеля подземной дороги Банпо в Сеуле, Корея. Это испытание было направлено на проверку эффективности результатов исследования в реальных условиях. Результаты показали снижение уровня концентрации оксидов азота (NO x ) примерно на 18% в течение 24 часов.
Искусственный источник света был установлен на стене подземного автомобильного туннеля, где применялся фотокаталитический бетон, что позволило фотокаталитической функции работать даже под землей, куда не доходит естественный свет. Кроме того, результаты показали, что продукты фотокаталитического разложения, которые превращались в соли из-за содержания кальция в фотокаталитическом бетоне, эффективно смываются дождем. Это позволяет фотокаталитической функции работать постоянно без необходимости технического обслуживания.
Исследовательская группа GCP также проводит исследования по созданию различных систем сертификации для оценки фотокаталитических характеристик. с целью облегчить коммерциализацию и распространение технологии. В настоящее время они проводят всестороннее испытание в сотрудничестве с властями провинции Кёнгидо, чтобы продемонстрировать эффективность фотокаталитических строительных технологий.
«Технология строительства с использованием фотокатализаторов может оказать непосредственное влияние на сокращение содержания мелких твердых частиц в окружающей среде страны», — сказал д-р Джонг-Вон, Кварк, главный исследователь исследования. «Мы планируем создать систему сотрудничества с местными органами власти и государственными корпорациями для расширения пробных демонстраций на другие площадки для достижения коммерциализации и распространения с практическими эффектами».
