Un ingenioso revestimiento convierte las pantallas de las lámparas en purificadores de aire para interiores
La contaminación del aire interior puede haber encontrado su pareja. Los científicos informarán hoy de que han diseñado unas pantallas recubiertas de catalizador que transforman los contaminantes del aire interior en compuestos inocuos. Las pantallas funcionan con bombillas halógenas e incandescentes, y el equipo está ampliando la tecnología para que también sea compatible con LED.
Una pantalla recubierta de un catalizador utiliza el calor de una bombilla incandescente para destruir la contaminación del aire interior.
Minhyung Lee
Los investigadores presentarán sus resultados en la reunión de otoño de la American Chemical Society (ACS). ACS Fall 2023 es una reunión híbrida que se celebra virtualmente y en persona del 13 al 17 de agosto, y cuenta con unas 12.000 presentaciones sobre una amplia gama de temas científicos.
Según el doctor Hyoung-il Kim, investigador principal del proyecto, las pantallas se centran en los compuestos orgánicos volátiles (COV), que representan la mayor parte de los contaminantes del aire interior. Estos compuestos incluyen el acetaldehído y el formaldehído y son liberados por pinturas, productos de limpieza, ambientadores, plásticos, muebles, la cocina y otras fuentes.
"Aunque la concentración de COV en un hogar o una oficina es baja, las personas pasan más del 90% de su tiempo en espacios cerrados, por lo que la exposición aumenta con el tiempo", explica Kim.
"Los métodos convencionales para eliminar los COV del aire interior se basan en filtros de carbón activado o de otro tipo, que hay que sustituir periódicamente", explica Minhyung Lee, estudiante de posgrado del laboratorio de Kim en la Universidad de Yonsei. Lee presentará el trabajo del equipo en la reunión de la ACS. Se han desarrollado otros dispositivos que descomponen los COV con ayuda de termocatalizadores activados por altas temperaturas o con fotocatalizadores, que responden a la luz. Pero Kim señala que la mayoría de estas unidades necesitan un calentador independiente o una fuente de luz ultravioleta (UV), lo que puede generar subproductos no deseados. Su equipo quería adoptar un enfoque más sencillo que sólo requiriera una fuente de luz visible que también produjera calor -como una bombilla halógena o incandescente- y una pantalla recubierta con un termocatalizador.
Según Lee, las bombillas halógenas sólo convierten en luz el 10% de la energía que consumen, mientras que el 90% restante se transforma en calor. Las bombillas incandescentes son aún peores: emiten un 5% de luz y un 95% de calor. "Ese calor suele desperdiciarse", dice Kim, "pero nosotros decidimos utilizarlo para activar un termocatalizador que descompone los COV".
En un artículo publicado el otoño pasado, el equipo informó de que habían sintetizado termocatalizadores hechos de dióxido de titanio y una pequeña cantidad de platino. Los investigadores recubrieron el interior de una pantalla de aluminio con el catalizador y colocaron la pantalla sobre una bombilla halógena de 100 vatios en una cámara de pruebas que contenía aire y gas acetaldehído. Al encender la lámpara, la pantalla se calentó hasta unos 250 grados Fahrenheit, lo suficiente para activar los catalizadores y descomponer el acetaldehído. Durante este proceso de oxidación, el COV se convirtió inicialmente en ácido acético, después en ácido fórmico y, por último, en dióxido de carbono y agua. Ambos ácidos son suaves y la cantidad de dióxido de carbono liberada es inocua, señala Kim. Los investigadores también descubrieron que el formaldehído puede descomponerse en las mismas condiciones y que la técnica funciona con bombillas incandescentes.
"Es la primera vez que se aprovecha el calor residual de las lámparas", afirma Kim. La mayoría de los proyectos de investigación anteriores, e incluso un par de lámparas en el mercado, se han basado en cambio en fotocatalizadores activados por la luz para destruir la contaminación del aire interior.
En sus últimos trabajos, el grupo de Kim está buscando sustitutos menos caros del platino. El equipo ya ha demostrado que estos nuevos catalizadores a base de hierro o cobre pueden descomponer los COV. Además, el cobre es un desinfectante, por lo que Kim prevé que el catalizador de cobre podría eliminar los microorganismos del aire.
Los científicos buscan ahora formas de extender el concepto de las pantallas destructoras de la contaminación a los LED, un segmento del mercado de la iluminación en rápido crecimiento. Sin embargo, a diferencia de las bombillas halógenas e incandescentes, los LED desprenden muy poco calor para activar los termocatalizadores. Por eso, el equipo de Kim está desarrollando fotocatalizadores estimulados por la luz casi ultravioleta que emiten los LED, así como otros catalizadores que transforman parte de la luz visible de los LED en calor. "Nuestro objetivo final es desarrollar un catalizador híbrido que pueda utilizar todo el espectro producido por las fuentes de luz, incluidos los rayos UV y la luz visible, así como el calor residual", afirma Kim.
Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Inglés se puede encontrar aquí.
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