Dit is geen sciencefiction.
De multi-getalenteerde stof titaniumdioxide (TiO2) wordt nu gebruikt als actief ingrediënt in verf en bouwmaterialen die verontreinigende stoffen uit de lucht kunnen verwijderen.
Stel je een stad voor waarin alle gebouwen automatisch vervuilde lucht zuiveren zonder dat je dure filterapparaten nodig hebt.
Het klinkt als iets uit een futuristische wereld, maar de realiteit is dat TiO2 deze strijd tegen vervuiling nu al werkelijkheid maakt.
Het laatste onafhankelijke onderzoek heeft bijvoorbeeld aangetoond dat de niveaus van stikstofoxide en stikstofdioxide (NOx) in een typische Londense straat met 15 tot 38 procent kunnen worden verlaagd.
Wat is er zo slim aan TiO2?
Speciale soorten TiO2 kunnen schadelijke stikstofoxiden in de lucht verwijderen door middel van ‘fotokatalyse’ – een proces waarbij licht een natuurlijke chemische reactie versnelt die fotolyse wordt genoemd. Fotokatalyse resulteert in een snelle omzetting van stikstofoxiden in onschadelijke, oplosbare nitraatzouten die door regen van het oppervlak van een gebouw worden verwijderd.
Door gebouwen te verven of voorgevormde materialen te gebruiken die deze speciale soorten TiO2 bevatten, kun je deze reactie op grote schaal creëren.
Stikstofoxiden, die gewoonlijk worden geproduceerd door diesel- en benzinemotoren, zijn zowel direct schadelijk voor de gezondheid als verantwoordelijk voor smogvorming. Dit proces van fotokatalyse kan worden gebruikt om gevaarlijke en vervuilende stoffen veilig uit de lucht te verwijderen.
Sterker nog, het TiO2 wordt niet verbruikt of afgebroken. Dit betekent dat de op TiO2 gebaseerde coatings continu de verontreinigende stoffen uit de lucht verwijderen, waardoor het een kosteneffectieve en onderhoudsarme oplossing is. [1]
Het potentieel van fotokatalyse
De Wereldgezondheidsorganisatie schat dat elk jaar 2,4 miljoen mensen sterven als gevolg van luchtvervuiling. [2] Als titaniumdioxide op grote schaal zou worden toegepast op gebouwen, zouden steden een extra hulpmiddel kunnen gebruiken om de hoge niveaus van vervuiling die dagelijks worden geproduceerd aan te pakken.
De effectiviteit van titaniumdioxide als fotokatalytisch materiaal is in twijfel getrokken – met name in 2016 door de Britse Air Quality Expert Group. Na een onafhankelijk onderzoek waarin ongeveer 100 gepubliceerde artikelen en 12 veldproeven werden geanalyseerd, bleek titaniumdioxide echter zeer effectief te zijn in het verminderen van schadelijke verontreinigende stoffen bij gebruik van goed geformuleerde producten die worden toegepast op voldoende grote oppervlakken, die ook worden blootgesteld aan voldoende natuurlijk licht. [3]
Hoewel we er nog lang niet zijn om deze denkwijze op alle bouwmaterialen toe te passen, maken steeds meer gebouwen over de hele wereld gebruik van deze op titaniumdioxide gebaseerde technologie in hun bouwproces.
In Mexico-Stad, dat in 1992 werd uitgeroepen tot de meest vervuilde stad ter wereld, [4]
bestrijdt in een van de belangrijkste ziekenhuizen van de stad, Torre de Especialidades, smog door het gebruik van TiO2-tegels die de hele buitengevel bedekken.
It is estimated that the TiO2 coating on the hospital alone can neutralise the pollution of 8,750 cars every day. [5]
Van verf naar de trottoirs
Om nog een stap verder te gaan, heeft de Technische Universiteit Eindhoven een manier ontwikkeld om TiO2 aan te brengen op trottoirs, waardoor het ‘fotokatalytische trottoirs’ worden. Dit concept kan smog in steden met 19 tot 45 procent verminderen, afhankelijk van de omstandigheden. [6]
Studenten van de Universiteit van Californië Riverside gebruikten een soortgelijk concept, maar pasten het toe op dakpannen. Elke dakpan is eenvoudigweg bedekt met titaniumdioxide en terwijl ze de hele dag zonlicht absorberen, verwijderen de pannen de vervuiling uit de lucht. [7]
Het vermogen van titaniumdioxide om vervuilende stoffen direct uit de lucht te verwijderen, biedt, wanneer het op een bepaalde manier wordt gebruikt, een enorme kans in de strijd om vervuilingsniveaus terug te dringen. Dit is vooral relevant in steden, die zowel hoge verontreinigingsniveaus alsook een enorm aantal gebouwen hebben.
Er zijn beperkingen aan het gebruik van titaniumdioxide op oppervlakken in de strijd tegen lokale luchtvervuiling, maar het kan worden gebruikt in combinatie met andere maatregelen om een significante impact te hebben.
TiO2 biedt een onderhoudsarme en kosteneffectieve manier om de leefomstandigheden van miljoenen stedelingen positief te beïnvloeden door de lokale luchtkwaliteit te verbeteren.
Bronnen
- [1] Smog-etende gebouwen bestrijden luchtvervuiling
- [2] Wereldwijde vroegtijdige sterfte door antropogene luchtverontreiniging in de buitenlucht en de bijdrage van klimaatverandering in het verleden
- [3] Samenvatting, Effectiveness of photocatalytic materials in tackling air pollution, Environmental Industries Commission.
- [4] C40 Cities
- [5] Ziekenhuis in Mexico-Stad ‘eet’ vervuiling: Torre de Especialidades heeft innovatieve geveltegels die smog neutraliseren
- [6] Smog-etende trottoirs: Hoe ze werken
- [7] Universiteit van Californië: De lucht zuiveren met dakpannen
