Sólo necesitamos luz

La fotocatálisis es un proceso natural en el cual la energía luminosa alcanza un mineral (Titanio o TiO2 – un mineral seguro y común) y desencadena un proceso químico en que oxida de forma segura e instantánea materia orgánica a nivel molecular, obteniendo vapor de agua y trazas de CO2.

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La fotocatálisis (también llamada PCO u Oxidación fotocatalítica) es lo contrario a la fotosíntesis.

En la fotosíntesis, la luz proporciona energía a las plantas para crear materia orgánica. Todas las moléculas orgánicas contienen carbono, hidrógeno, oxígeno y nitrógeno – CHON – cortesía de la fotosíntesis.

El TiO2 es un catalizador, por lo que no se consume en el proceso, lo que significa que continúa trabajando durante años.

Análisis del Ciclo de Vida muestran que la fotocatálisis supone un enorme bien para la red ambiental – eliminación de NOx, COVs y metano de la atmósfera.

Tercera generación

El descubrimiento de la oxidación fotocatalítica es debido a los profesores Honda y Fujishima hace más de cuarenta años. A partir de hoy pueden contarse unas 6.000 patentes. A pesar de toda esta actividad, la tecnología está todavía en sus comienzamientos.

Ha habido tres generaciones de tecnología: UV-PCO

TERCERA GENERACIoN

3ª generación – Soluciones acuosas avanzadas

En los últimos cinco años, la tecnología de los recubrimientos a dióxido de titanio, ha permitido obtener, mejorando la segunda generación, unos recubrimientos con las siguientes características:

• Revestimientos más regulares y más transparente – con la adición de agentes humectantes.

• Más fuerte, más potente y más económico – a través del desarrollo de métodos de producción más eficientes.

• Mayor versatilidad de aplicación y velocidad – a través del desarrollo de sistemas de equipos de pulverización perfectamente adecuados para la aplicación de recubrimientos de dióxido de titanio.

2ª generación – Acuosa

En 1995, dos científicos en Japón han desarrollado un método para crear partículas ultrafinas de TiO2 antasa completamente en suspensión en agua a partir de líquidos, sin utilizar la fase en polvo. La ventaja de este método en solución acuosa permite crear soluciones acuosas de TiO2 fotocatalítico igual al 99% – 98% de agua, con las siguientes características:

• Dimensiones reducidas, mayor efectividad de partículas ultrafinas de TiO2 anatasa – más pequeño mejor, en el  mundo dela oxidación fotocatalítica. Tamaño de partícula más pequeño significa una mayor área de superficie específica y esto se traduce en una mayor actividad fotocatalítica.

• Las aplicaciones en superficie de TiO2 anatasa a base agua se pueden aplicar dentro y fuera de la fábrica de la manera más eficiente y respetuosa con el medio ambiente.

1 ª Generación – Proceso a polvo.

99.9% de todas las patentes, de la investigación académica y de las actividades comerciales relacionadas con oxidación fotocatalítica UV-PCO comienza con los polvos de TiO2 anatasa.

Estos son sinterizados de vidrio y se mezclan con el cemento o sobre sustratos pegados con adhesivos a base de disolventes o de agua y el calor de proceso industrial en el cristal.

Las limitaciones del proceso en polvo UV-PCO incluyen: débil rendimiento ya que los polvos de TiO2 de anatasa se aglomeran; hay una cierta ineficiencia debido al hecho de que las partículas ultrafinas no son todas sobre la superficie expuesta a la luz o se someten a altas temperaturas, en aplicaciones industriales.

Fotocatálisis

Oxidación fotocatalítica (UV-PCO)

La fotocatálisis es un fenómeno natural en el que una sustancia, llamada fotocatalizador (TiO2) a través de la acción de la LUZ (natural o artificial), cambia la velocidad de una reacción química.

En presencia de humedad, de aire y de luz se activa un fuerte proceso oxidativo que conduce a la descomposición de los contaminantes orgánicos que entran en contacto con estas superficies. Su funcionamiento imita la fotosíntesis.

El proceso químico que subyace en realidad es una oxidación puesto en marcha gracias a la acción combinada de la luz (solar o artificial) y la humedad en el aire.

Los dos elementos (luz y el aire), en contacto con el recubrimiento de superficies, de hecho, favorecen la activación de la reacción y la consiguiente descomposición de las sustancias orgánicas e inorgánicas (equivalente a todo el polvo fino PM 2,5 – PM10), de microbios, de los óxidos de nitrógeno, compuestos aromáticos policondensados,  benceno, dióxido de azufre, monóxido de carbono, formaldehído,  metanol, etanol, benceno, etilbenceno, de monóxido de carbono y de dióxido de nitrógeno.

Las substancias contaminantes y tóxicas, se transforman, a través del proceso de fotocatálisis, en nitrato de sodio (NaNO3), carbonatos de sodio (Na2CO3) y caliza (CaCO3), inofensivos y medible en ppb (partes por mil millones).
El resultado es una reducción significativa de los contaminantes tóxicos producidos por automóviles, fábricas, calefacción de los hogares y otras fuentes.

 

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Dióxido de titanio

El dióxido de titanio es un mineral natural también conocido como Titania o TiO2, y es el óxido natural de titanio, el noveno mineral más común en la tierra.

TiO2 está presente en tres formas cristalinas:

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Rutilo TiO2

 

La estructura cristalina más común. Los cristales densamente empaquetadas de TiO2 en forma de rutilo reflejan bien la luz y se utilizan como pigmentos.

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Anatasa TiO2

 

Forma más rara, el TiO2 anatasa tiene una estructura cristalina más abierta, es altamente fotocatalítico y es el corazón del sistema de recubrimientos con dióxido de titanio.

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Brookita TiO2

 

Extremadamente raro e inestable. No para uso comercial.