V současné době je velmi závažným problémem vysoká úroveň znečištění vzduchu oxidy dusíky (tzv. NOx). Překračování povolených denních limitů má neblahý vliv na lidské zdraví, což vede k vysokému počtu úmrtí, dle statistik v Evropě až 600 tis. lidí ročně. Hlavními zdroji znečištění jsou průmyslová výroba a automobilová doprava. Imise v důsledku automobilové dopravy, které představují 40 % celkového množství, jsou o to závažnější, protože dochází k jejich uvolňování v nejnižších vrstvách atmosféry, kde se pohybují lidé.
Odstraňování těchto polutantů je velmi obtížné, protože se jedná o velké objemy vzduchu, které je potřeba vyčistit. Možným řešením je využití fotokatalytického procesu, při němž dochází k transformaci plynných oxidů dusíku na pevné nitráty na povrchu fotokatalyticky aktivních materiálů. Tento proces lze realizovat nanesením fotokatalytické vrstvy na vnější plášť budov či na povrch vozovek a chodníků. Velkou předností je to, že probíhá za běžných atmosférických podmínek, nevyžaduje přídavek žádných dalších reaktantů a k jeho vyvolání postačí energie dopadajícího slunečního záření. Vhodný fotokatalytický nátěr se skládá z vysoce aktivních nanočástic oxidu titaničitého (TiO2) s anorganickým pojivem, které vytváří porézní strukturu s vysokou plochou povrchu (82 m2/g) a zajišťuje velmi dobrou kohezi vrstev a jejich adhezi k povrchu.
Náš výzkum poprvé poskytl kvantitativní data týkající se rychlosti, s jakou se snižuje koncentrace plynných NOx na fotokatalytické vrstvě nanesené na povrchu reálných stavebních materiálů (beton a omítka) při zohlednění vlivu všech relevantních parametrů, jakými jsou charakter proudění vzduchu, jeho vlhkost, koncentrace oxidů dusíku, intenzita dopadající světla nebo vlastnosti stavebních materiálů.
Výsledky výzkumu poskytují architektům, projektantům, urbanistům a pracovníkům státní správy možnost, jak vypočítat množství odstraněných oxidů dusíku vztažené na plochu fotokatalytického materiálu za příslušnou dobu, což je základní údaj pro zavedení této technologie do praxe. Mezi první aplikace této technologie patří např. budova Spolku výtvarných umělců Mánes v Praze či zámek Paskov na Frýdecko-Místecku.
Studie je volně dostupná: https://doi.org/10.1016/j.apcatb.2017.06.009
Autoři: Radek Žouželka, Jiří Rathouský