Maak kennis met een superslimme uitvinding: het is een mooie kamerlamp en luchtreiniger ineen. Zuid-Koreaanse wetenschappers hebben een lampenkap ontwikkeld die vervuilende stoffen uit de lucht haalt en omzet in onschadelijke verbindingen.
We maken ons vooral druk om luchtvervuiling buiten door auto’s of fabrieken, maar we vergeten vaak dat de lucht binnenshuis ook niet al te fris is. Een lamp die de lucht reinigt, is dus ideaal. Op dit moment werkt de techniek alleen nog met halogeen- en gloeilampen, maar er wordt gewerkt aan een oplossing met ledverlichting.
De lampenkappen gaan de strijd aan met zogenoemde vluchtige organische stoffen (VOS). Dit zijn chemische stoffen in gasvorm. Denk aan oplosmiddel, katalysatoren of geurstoffen. Voorbeelden van VOS zijn drijfgassen, tolueen, acetaldehyde, formaldehyde en benzeen. Maar het zit ook in tapijt, matrassen, isolatiematerialen, luchtverfrissers, plastics, beits, lak, latexverf, terpentine, wasbenzine en lampolie. Ook bij het koken, het branden van wierook, kaarsen, plastic of het vernevelen van etherische oliën komen VOS vrij.
Goed ventileren
Deze stoffen kunnen de luchtwegen irriteren en zijn schadelijk voor de gezondheid. Daarom is het belangrijk om binnenruimtes goed te ventileren. Zeker wanneer er met producten wordt gewerkt waar VOS inzitten, als je kaarsen of wierook brandt en bij het gebruik van 3D-printers. Er dwarrelen dus constant VOS door de lucht binnenshuis. En die wil je weg hebben, dus hoe mooi zou het zijn als een object dat iedereen al in huis heeft, dienst kan doen als VOS-vernietiger, moet onderzoeker Hyoung-il Kim uit Seoul hebben gedacht. Hij ontwikkelde daarom de anti-VOS-lampenkap. “De hoeveelheid VOS in huis of op kantoor is vrij laag, maar omdat mensen gemiddeld meer dan 90 procent van de tijd binnen spenderen, krijgen ze in de loop der tijd toch aardig wat van deze schadelijke stoffen binnen”, zegt Kim.
Simpele benadering
“Traditionele methodes om VOS binnenskamers te verwijderen zijn gebaseerd op carbon of een ander soort filter, dat na een bepaalde periode moet worden vervangen”, legt onderzoeker Minhyung Lee uit. Ook zijn er apparaten die VOS afbreken door thermokatalysatoren of fotokatalysatoren die respectievelijk op hoge temperaturen en licht reageren. Maar Kim legt uit dat deze units meestal een apart verwarmingselement of ultraviolette lichtbron nodig hebben, wat voor ongewenste bijproducten kan zorgen. Zijn team ging voor een simpelere methode, waarbij alleen een lichtbron nodig is die ook warmte genereert. Oftewel een halogeen- of gloeilamp in een lampenkap met een thermokatalysator als coating.
Ledlampen zijn te efficiënt
Halogeenlampen zetten maar 10 procent van de energie om in licht, de rest wordt omgezet in warmte. Gloeilampen zijn nog erger. Daarbij wordt maar 5 procent van de energie omgezet in licht. “De warmte is normaal gesproken verspilde energie”, zegt Kim. “Maar we hebben een manier gevonden om hem nuttig in te zetten door een thermokatalysator te activeren die VOS afbreekt.” De wetenschappers gebruikten vorig jaar met succes een thermokatalysator gemaakt van een coating van titaniumdioxide en een klein laagje platina op een aluminium lampenkap, waar ze een 100 watt-halogeenlamp indraaiden. De temperatuur van ongeveer 120 graden Celsius was genoeg om de katalysator te activeren en de acetaldehyde in hun lab-opstelling via een oxidatieproces af te breken naar achtereenvolgens azijnzuur, mierenzuur en uiteindelijk naar koolstofdioxide en water.
Goedkoper alternatief
In de meest recente studie zijn de onderzoekers op zoek gegaan naar een goedkoper alternatief voor platina. Het is hen gelukt om ook met op ijzer en koper gebaseerde katalysatoren VOS af te breken. Bijkomend voordeel is dat koper ook desinfecterende eigenschappen heeft, zodat tevens ziekteverwekkende microben die door de lucht zweven kunnen worden uitgeschakeld.
Ultieme doel
De volgende stap in het onderzoek is om ledlampen uit te rusten met een speciale lampenkap en het trucje te herhalen. Ledlampen geven echter te weinig warmte af om een thermokatalysator te activeren. Daarom wil Kims team een fotokatalysator ontwikkelen die activeert door het uv-licht dat een ledlamp uitzendt. Ook denkt de wetenschapper een coating te kunnen maken die het zichtbare licht kan omzetten in warmte, waardoor alsnog een thermokatalysator zijn VOS-vernietigende werk kan doen. “Ons ultieme doel is om een hybride katalysator te ontwikkelen die het volledige energiespectrum kan benutten dat lichtbronnen uitzenden, inclusief uv en zichtbaar licht, maar ook de hitte die vrijkomt”, besluit Kim.
