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能够吃掉空气污染物并能给建筑调温的油漆
小柠檬• 01月20日   来源:友绿网公众号   476
健康住宅 环保

可以中和空气中污染物的光活化催化剂被嵌入涂料中,以净化城市空气。图片来源:AM Technology

在房屋的墙壁上涂一层油漆可能会很快帮助加热房屋,节省能源并减少CO 2排放。它还可以净化我们呼吸的空气,分解化学物质和杂质,消除有害病原体。

在欧洲,城市年能源消耗的一半用于供暖和制冷。甚至欧盟已朝着脱碳的方向迈进,但供暖和制冷的占75%来自化石燃料,而可再生能源仅占19%。

英国利物浦大学的德米特里·舒金(Dmitry Shchukin)教授说:“可再生能源可以得到广泛利用,而浪费更少的能源。”

他开发了一种可调节温度的涂料,该涂料可以吸收和释放砖混建筑内部的位移,并在必要时通过使用过多的能量使房间保持温暖。

舒金教授说:“主要的想法是用这种油漆翻新旧房子。”“例如,如果您拥有栋历史悠久的老房子,就无法拆掉它建造新的房子。”

他说,建筑物是最大的能源消耗者。大多数都是旧式的,能源效率低下,在欧盟中约占总排放的40%和二氧化碳(CO 2)排放的36%。

这种涂料是作为ENERPAINT项目的一部分开发的,可以利用一种隔热材料,以提高老房子的能源效率,而无需花费大量金钱。在一天当中,它会收集散热器或人活动产生的热量,然后在温度下降的夜晚释放出热量。因为夜间通常会关闭锅炉以节省费用。那么它是如何做到的呢?

相变材料

“它的工作非常简单,” Shchukin教授说。“油漆和涂料制造商拥有自己的油漆,我们仅向油漆提供一些添加剂(约5%)。”

这些添加剂是所谓的相变材料(PCM),例如石蜡,卤化物和脂肪酸,装在保护性的纳米级胶囊中,可以改善热传递性能。PCM可以存储大量的热能,并且可以改变状态(从固态到液态,反之亦然),而无需更改其自身的温度。

目前正在测试的这种涂料的开发是ENERCAPSULE项目的一部分,该项目由 Shchukin教授设计合适的涂料,以纳米级封装PCM,用于涂料,纺织品和药品。

Shchukin教授说:“对于油漆,我们使用了烷基铝,因为它们的成本低且单位体积的能量存储密度很高。”“但是,由于它们具有氧化物和亲水性(它们伴随水),因此很难封装。”

Shchukin教授能够将水合物盐封入到最小至10nm的聚合物壳中,这不仅可以保护其周围环境的影响,还可以使它们以可控的方式响应变化。根据Shchukin教授的说法,其使用的材料已获得美国食品和药物管理局的批准,但尚未获得欧洲药品管理局的批准。

Shchukin教授说,白天,当这些能量纳米胶囊吸收并储存在熔融温度的转换时,PCM变成液体,而在寒冷的夜晚,它们会在规定的温度下结晶,释放出热量使空间变暖。

吃污染的壁画可能是将来净化城市空气的一种多样的方式。图片来源:AM Technology

通过称为AIRLITE的项目开发并商业化的另一种涂料,使用纳米粒子净化空气。这些涂料可以减少二氧化氮等污染物,杀死细菌,病毒和霉菌,消除异味,并驱除灰尘和污垢。

空气污染

空气污染被认为是世界上最大的环境健康威胁之一,每年导致全球700万人过早死亡。在污染的空气中发现细小颗粒和化合物(例如二氧化氮),如汽车和燃烧的化石燃料所产生的颗粒和化合物,会渗入我们的肺部和血液,导致高血压,中风,急性发作和其他呼吸道疾病。

Airlite涂料的基本原理是光催化,是自然发生在地球大气层中的一种反应(分解杂质)。当太阳的紫外线照在用二氧化钛纳米颗粒制成的油漆上时,电子会在表面释放出来。电子与空气中的湿气相互作用,将水分子分解为高活性,寿命短,不带掺杂的离子,称为羟基自由基。这些自由基攻击分子变为其转变为无害物质。

但是将催化剂嵌入油漆中是一个挑战。(传统)油漆本身就是一种污染物。如果将它们(催化剂)放入油漆中,油漆会自我腐蚀,并且会产生气态毒素。 在常规涂料中发现了所谓的挥发性有机化合物的危险化学物质,但Airlite使用的钙盐基不含这些物质。底料是意大利大理石加工场的副产品,涂料本身为粉末,可与水混合。

该涂料于2007年在意大利罗马受污染的Traforo Umberto I隧道中进行了首次测试。清理隧道并清除所有烟灰和污垢后,再用少量中和漆进行油漆。安装了紫外线灯,以激活涂料的光催化性能。

装修后隧道的污染水平降低了。例如,在装修一个月后,隧道中央的氮氧化物含量降低了20%。此涂料自那时以来已在世界各地的医院,学校,机场,办公室和家庭中使用。去年,有21位街头艺术家使用这些涂料制作了欧洲第一幅污染环境的壁画,覆盖了罗马一栋7层建筑的100平方米墙面。

Federico Massa(又名Iena Cruz),欧洲第一幅污染环境的壁画

在炎热的天气中在建筑物外部使用油漆可以使室内空间凉爽,因为它可以反射阳光中的变化,从而节省了使用冷却的能源,因此减少了CO 2排放。

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