Un revêtement astucieux transforme les abat-jour en purificateurs d'air intérieur
La pollution de l'air intérieur a peut-être trouvé son équivalent. Aujourd'hui, des scientifiques vont annoncer qu'ils ont conçu des abat-jour recouverts d'un catalyseur qui transforment les polluants de l'air intérieur en composés inoffensifs. Les abat-jour fonctionnent avec des ampoules halogènes et à incandescence, et l'équipe est en train d'étendre la technologie pour qu'elle soit également compatible avec les DEL.
Un abat-jour recouvert d'un catalyseur utilise la chaleur d'une ampoule à incandescence pour détruire la pollution de l'air intérieur.
Minhyung Lee
Les chercheurs présenteront leurs résultats lors de la réunion d'automne de l'American Chemical Society (ACS). L'ACS Fall 2023 est une réunion hybride qui se tient virtuellement et en personne du 13 au 17 août et qui comprend environ 12 000 présentations sur un large éventail de sujets scientifiques.
Les abat-jour ciblent les composés organiques volatils (COV), qui représentent la plupart des polluants en suspension dans l'air intérieur, selon Hyoung-il Kim, docteur en sciences, chercheur principal du projet. Ces composés comprennent l'acétaldéhyde et le formaldéhyde et sont libérés par les peintures, les produits d'entretien, les désodorisants, les plastiques, les meubles, la cuisine et d'autres sources.
"Bien que la concentration de COV dans une maison ou un bureau soit faible, les gens passent plus de 90 % de leur temps à l'intérieur, de sorte que l'exposition s'accroît au fil du temps", explique Kim.
"Les méthodes conventionnelles d'élimination des COV de l'air intérieur reposent sur le charbon actif ou d'autres types de filtres, qui doivent être remplacés périodiquement", explique Minhyung Lee, étudiant diplômé du laboratoire de Kim à l'université Yonsei. Lee présentera les travaux de l'équipe lors de la réunion de l'ACS. D'autres dispositifs ont été mis au point pour décomposer les COV à l'aide de thermocatalyseurs activés par des températures élevées ou de photocatalyseurs, qui réagissent à la lumière. Toutefois, M. Kim note que la plupart de ces appareils nécessitent un chauffage séparé ou une source de lumière ultraviolette (UV), qui peuvent produire des sous-produits indésirables. Son équipe a voulu adopter une approche plus simple qui ne nécessiterait qu'une source de lumière visible produisant également de la chaleur - telle qu'une ampoule halogène ou à incandescence - et un abat-jour recouvert d'un thermocatalyseur.
Selon M. Lee, les ampoules halogènes ne convertissent en lumière que 10 % de l'énergie qu'elles consomment, les 90 % restants étant transformés en chaleur. Les ampoules à incandescence sont encore pires : elles émettent 5 % de lumière et 95 % de chaleur. "Cette chaleur est généralement perdue", explique Kim, "mais nous avons décidé de l'utiliser pour activer un thermocatalyseur afin de décomposer les COV".
Dans un article publié à l'automne dernier, l'équipe a indiqué qu'elle avait synthétisé des thermocatalyseurs composés de dioxyde de titane et d'une petite quantité de platine. Les chercheurs ont enduit l'intérieur d'un abat-jour en aluminium avec le catalyseur et ont placé l'abat-jour au-dessus d'une ampoule halogène de 100 watts dans une chambre d'essai contenant de l'air et de l'acétaldéhyde gazeux. En allumant la lampe, l'abat-jour a été chauffé à des températures allant jusqu'à environ 250 degrés Fahrenheit - suffisamment chaudes pour activer les catalyseurs et décomposer l'acétaldéhyde. Au cours de ce processus d'oxydation, le COV a d'abord été transformé en acide acétique, puis en acide formique, et enfin en dioxyde de carbone et en eau. Ces deux acides sont doux et la quantité de dioxyde de carbone libérée est inoffensive, note Kim. Les chercheurs ont également constaté que le formaldéhyde pouvait être décomposé dans les mêmes conditions et que la technique fonctionnait avec des ampoules à incandescence.
"Il s'agit de la première démonstration de l'utilisation de la chaleur résiduelle des sources d'éclairage", explique M. Kim. La plupart des projets de recherche antérieurs, et même quelques lampes commercialisées, se sont plutôt appuyés sur des photocatalyseurs activés par la lumière pour détruire la pollution de l'air intérieur.
Dans ses derniers travaux, le groupe de Kim se tourne vers des substituts moins coûteux du platine. L'équipe a déjà montré que ces nouveaux catalyseurs à base de fer ou de cuivre peuvent décomposer les COV. En outre, le cuivre étant un désinfectant, Kim pense que le catalyseur à base de cuivre pourrait tuer les micro-organismes en suspension dans l'air.
Les scientifiques cherchent à présent des moyens d'étendre le concept d'abat-jour anti-pollution aux LED, un segment du marché de l'éclairage qui connaît une croissance rapide. Toutefois, contrairement aux ampoules halogènes et à incandescence, les LED dégagent trop peu de chaleur pour activer les thermocatalyseurs. L'équipe de Kim développe donc des photocatalyseurs stimulés par la lumière UV émise par les LED, ainsi que d'autres catalyseurs qui transforment une partie de la lumière visible émise par les LED en chaleur. "Notre objectif ultime est de mettre au point un catalyseur hybride capable d'utiliser tout le spectre produit par les sources lumineuses, y compris les UV et la lumière visible, ainsi que la chaleur résiduelle", explique M. Kim.
Note: Cet article a été traduit à l'aide d'un système informatique sans intervention humaine. LUMITOS propose ces traductions automatiques pour présenter un plus large éventail d'actualités. Comme cet article a été traduit avec traduction automatique, il est possible qu'il contienne des erreurs de vocabulaire, de syntaxe ou de grammaire. L'article original dans Anglais peut être trouvé ici.
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