Luftreinigung wird zu einem wesentlichen Schritt im Hinblick auf unsere Gesundheit. PCO-Luftreiniger sind – bei weitem – die effektivste Technologie zur Bekämpfung der Luftverschmutzung in Innenräumen.

Die Anwendung der photokatalytischen Oxidation in den Prozessen der Luft- (PCO-Luftreiniger) und Wasserreinigung ist eine spannende und erst kürzlich entdeckte Technologie. Diese neue Technik ist der Kern der Welle neuartiger Luftreinigungsgeräte, die in den letzten Jahren von verschiedenen Unternehmen auf den Markt gebracht wurden. Alle diese Technologien weisen einige Gemeinsamkeiten auf, da sie Schadstoffe meist auf einer photoreaktiven Oberfläche „verarbeiten“, die Lichtphotonen nutzt, um eine Reaktion auszulösen, die organische Schadstoffe in der Luft oxidiert und zerstört.

Photoreaktor-Luftreiniger führen typischerweise eine Form der photokatalytischen Oxidation (PCO) durch.

Was ist photokatalytische Oxidation?

Luftreinigung durch photokatalytische Oxidation ist ein Prozess, bei dem ein lichtaktivierter Katalysator mit organischen Schadstoffen reagiert und diese oxidiert . Grundsätzlich werden Luftschadstoffe in das Gerät gesaugt, wo sie eine chemische Reaktion durchlaufen, die sie letztendlich in ungiftige Substanzen umwandelt.

Seit den 1990er Jahren wurden mehrere hundert Artikel über die Möglichkeit veröffentlicht, mit diesem Verfahren Luft und Wasser von giftigen Schadstoffen zu reinigen. Und in den letzten Jahren hat diese bahnbrechende Technologie großes Interesse geweckt, da sie immer mehr zum Mainstream wird und mehr Produkte auf den Markt gebracht werden.

PCO funktioniert im Wesentlichen durch die Kombination von ultraviolettem (UV-)Licht mit Titanoxid, das normalerweise als Beschichtung auf einen Filter aufgetragen wird. Der photokatalytische Prozess, der durch den Kontakt der beiden entsteht, führt zur Bildung von Hydroxylradikalen und Superoxidionen , beides hochreaktive Elektronen.

Diese „aufgeladenen“ Elektronen haben die Fähigkeit, in der Luft schwebende flüchtige organische Verbindungen und Bakterien elektrisch „anzuziehen“ und sich mit ihnen zu verbinden.

Einige flüchtige organische Verbindungen werden während des Oxidationsprozesses an Hydroxide und Wasserstoffradikale gebunden. Andere Schadstoffe wie Bakterien und Pilze werden durch die Einbindung eines Photons in ultraviolette Lichtstrahlen zerstört.

Unabhängig davon, wann sie stattfindet, beschleunigt diese Reaktion den Abbau von Schadstoffen in der Luft in harmlose Produkte wie Kohlendioxid (CO2) und Wassermoleküle erheblich.

Photokatalytischer Prozess in PCO-Luftreinigern

Dies sind die Hauptkomponenten, die in jedem photokatalytischen Prozess verwendet werden:

Photokatalysator

Ein Photokatalysator ist eine Substanz, die bei Aktivierung durch Licht eine chemische Reaktion auf ihrer Oberfläche ermöglicht. In PCO-Luftreinigern wird diese chemische Reaktion zum Abbau von Schadstoffen genutzt. Die meisten PCO-Luftreiniger verwenden einen leicht unterschiedlichen Katalysator mit unterschiedlichem Grad an Wirksamkeit, Sicherheit, Haltbarkeit und Umweltverträglichkeit.

Freie Radikale und reaktive Sauerstoffspezies

Bei allen Photoreaktorprozessen werden Lichtphotonen verwendet, um Elektronen von der Oberfläche des Katalysators freizusetzen. Dadurch bleiben „positiv geladene Löcher“ im Katalysator zurück, wo sich vorher Elektronen befanden. Hydroxylionen (OH-) entstehen auf natürliche Weise aus Wasserdampf in der Luft und sind negativ geladen. Diese Ionen reagieren mit den positiven Löchern auf der Katalysatoroberfläche, indem sie eines ihrer Elektronen in das „Loch“ einfügen, wodurch die Ionen in Hydroxylradikale umgewandelt werden.

Hydroxyl-Radikale gehören zu den wirksamsten Oxidationsmitteln der Welt und können in Gegenwart von Sauerstoff selbst die härtesten organischen Moleküle oxidieren. Das Endergebnis des Oxidationsprozesses ist die Umwandlung organischer Verbindungen in Kohlendioxid, Wasser und kleine Mengen Gase.

Einer der Nachteile der PCO-Luftreinigung besteht darin, dass der PCO-Prozess aufgrund der Rekombination von Elektronen und Löchern möglicherweise nur einen kleinen Teil der verfügbaren Photonen nutzt, was seine Effizienz mit der Zeit verringern kann. Eine potenzielle Gefahr des ineffizienten Prozesses besteht darin, dass einige der älteren und weniger fortschrittlichen Systeme aufgrund einer unvollständigen Reaktion giftige Oxidationsnebenprodukte wie Formaldehyd erzeugen können. Wenn wir uns jedoch die modernsten PCO-Luftreiniger ansehen, wurden selbst diese kleinen Risiken vollständig überwunden.

UV-Licht

UV-Licht wird im photokatalytischen Oxidationsprozess verwendet, um den Katalysator anzuregen und zu aktivieren, wodurch die chemische Reaktion beginnt, die zum Abbau von Schadstoffen erforderlich ist. Die besten PCO-Luftreiniger verwenden UV-Licht mit niedriger Energie (einige funktionieren sogar nur mit sichtbarem Licht, ohne UV), um die Reaktion zu starten. Die am häufigsten für PCO-Luftreiniger verwendete Lichtart ist ein sehr energiereiches Lichtband (normalerweise UV-C), um die Reaktion einzuleiten. Das Risiko bei UV-C-Licht besteht darin, dass es kleine Mengen Ozon produzieren kann, ein weiteres starkes Oxidationsmittel, das jedoch für Lebewesen giftig ist. Es sollte immer darauf geachtet werden, dass keine Menschen, Haustiere oder Zimmerpflanzen erhöhten Ozonwerten ausgesetzt werden.

PCO im Kampf gegen Schadstoffe

Mikrofette

Eines der Hauptmerkmale des photokatalytischen Prozesses ist seine Fähigkeit, Mikroorganismen zu sterilisieren und so ihr Wachstum oder weitere Infektionen zu verhindern. In der Luft befindliche Viren, Bakterien, Pilzsporen und Pilzfragmente werden auf dem Katalysator (dem Filter) abgefangen, wo sie durch den photokatalytischen Prozess der Oxidation unterzogen werden.

Mikrobielle Zellwände werden durch die Interaktion mit den freien Radikalen zerstört, die auf der lichtaktivierten Katalysatoroberfläche entstehen . Toxine und Allergene werden bei diesem Prozess ebenfalls oxidiert, sodass alle Bestandteile des Organismus, die gesundheitliche Probleme verursachen können, sicher zerstört werden.

Toxine sind unsichtbar in jedem Mikrobenfragment vorhanden. Es wurden mehrere Studien über die oxidative Wirkung von PCO-Geräten durchgeführt, und sie legen nahe, dass der Prozess mehr als in der Lage ist, diese Toxine zu zerstören und die Zellen der Mikroben in harmlose Nebenprodukte umzuwandeln.

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Neben Mikroben können auch kleine Partikel, sogenannte Allergene, gefährlich sein, indem sie gefährliche allergische Reaktionen auslösen, die im besten Fall unangenehm sind und im schlimmsten Fall die Produktivität und Gesundheit beeinträchtigen können. Die oxidative Wirkung der Photokatalyse kann Allergene sehr effektiv abbauen, sodass sie erst gar keine allergischen Reaktionen auslösen.

Flüchtige organische Verbindungen (VOC)

Flüchtige organische Verbindungen sind gefährlich für unsere Gesundheit, insbesondere wenn sie aus industriellen Nebenprodukten wie Farben, Möbeln oder Baumaterialien stammen. VOCs sind jedoch sehr anfällig für Oxidation durch Photokatalyse.

Ozon

Viele PCO-Geräte verwenden UV-C-Licht, um ihre katalytische Reaktion zu ermöglichen. UV-C-Licht ist bekannt für seine Fähigkeit, Sauerstoff in Ozon umzuwandeln. Tatsächlich entsteht die Ozonschicht in der oberen Atmosphäre aus Sauerstoff, der dem UV-C-Licht der Sonne ausgesetzt wird. Moderne Luftreiniger verwenden ein anderes UV-Lichtband namens UV-A. Dabei handelt es sich um dasselbe Licht, das in Solariumlampen und in den „Schwarzlicht“-Lampen verwendet wird, die Poster fluoreszierend leuchten lassen.

Sicherheit und Wirksamkeit von PCO-Luftreinigern

Bei der Wahl eines photokatalytischen Systems ist es sehr wichtig, sicherzustellen, dass es effizient genug ist, um keine Nebenprodukte zu produzieren. Es gibt mehrere Faktoren, die die Effizienz eines PCO-Geräts beeinflussen. Ingenieure müssen berücksichtigen, wie viel Licht auf den Katalysator fällt, mit welchen Arten und Konzentrationen von Schadstoffen das Gerät zurechtkommen muss, das Luftströmungsmuster durch das Gerät, den Feuchtigkeitsgehalt der Luft und die Eigenschaften des verwendeten Katalysators.

Es gibt mehrere Möglichkeiten, wie ein Verbraucher herausfinden kann, ob ein PCO-System sicher und wirksam ist.

Kein Ozon

Das California Air Resources Board (CARB) verbietet den Verkauf von Luftreinigern in Kalifornien, die gesundheitsgefährdende Ozonwerte produzieren. Stellen Sie daher sicher, dass das PCO-System als CARB-konform aufgeführt ist. Alle KORU PCO-Luftreiniger wurden zertifiziert und unabhängig getestet, um kein Ozon zu produzieren. Tatsächlich könnte die PCO-Technologie von KORU sogar in der Lage sein, die Ozonwerte zu senken.

Lange Verweilzeit

Luftschadstoffe müssen ausreichend lange mit dem Katalysator in Kontakt sein, damit sie einer ausreichenden Oxidation ausgesetzt sind. Diese Zeit wird üblicherweise als Verweilzeit des Schadstoffs bezeichnet.

Wenn das System die Schadstoffe nicht beim ersten Durchgang auffängt und am Katalysator festhält, werden sie möglicherweise nicht vollständig zerstört. Wenn die Schadstoffe beispielsweise einem Luftweg folgen, der sie nicht direkt zum Katalysator führt, können sie leicht in einem Bereich mit geringerer Radikalkonzentration landen. Dies ist insbesondere bei einfachen organischen Molekülen problematisch, wie sie in natürlichen oder synthetischen Duftstoffen vorkommen. Bei teilweiser Oxidation kann der angenehme Blumenduft in giftiges Formaldehyd und Acetaldehyd umgewandelt werden. Die Luftreinigungstechnologie von KORU wurde getestet und erzeugt keine schädlichen Nebenprodukte.

Forschung

Dies ist einer der wichtigsten Aspekte, auf die Sie bei der Auswahl eines photokatalytischen Luftreinigers achten sollten. Suchen Sie nach Tests, die von Laborunternehmen außerhalb des Herstellers durchgeführt wurden, und prüfen Sie, wie gut das Gerät Schadstoffe wie flüchtige organische Verbindungen und Mikroben zerstören kann. Wenn keine Untersuchungen vorliegen, ist das Gerät möglicherweise bestenfalls ineffizient oder schlimmstenfalls völlig wirkungslos. Die PCO-Technologie wurde über einen Zeitraum von über 20 Jahren entwickelt und es waren mehrere Iterationen erforderlich, um eine Technologie zu entwickeln, die hocheffizient und effektiv Schadstoffe aus der Luft entfernt, ohne schädliche Nebenprodukte zu erzeugen. Derzeit gilt sie jedoch – mit Abstand – als der Goldstandard der Luftreinigungstechnologien.

Sind PCO-Luftreiniger sicher?

Luftschadstoffe in Innenräumen sind schädliche Stoffe, die ein Risiko für die Umwelt und die Gesundheit darstellen. Die Beseitigung dieser Schadstoffquellen trägt dazu bei, die Luftqualität zum Einatmen zu verbessern.

Normalerweise ist es die beste Lösung, Ihr Zuhause zu lüften. Die meisten Belüftungsmethoden sind jedoch durch die Witterungsbedingungen und wiederkehrende Luftverunreinigungen eingeschränkt.

Der Einsatz von Luftreinigungsgeräten ist eine wirklich wirksame Lösung.

Eine abschließende Anmerkung

Die PCO-Technologie stellt eine grundlegende wissenschaftliche Innovation in der Luftreinigungsbranche dar. Die meisten PCO-Geräte nutzen den photokatalytischen Prozess nicht voll aus, da sie minderwertige elektronische Komponenten und Filter verwenden.

Glücklicherweise konnten wir dank der neuesten Fortschritte in der Luftreinigungstechnologie den Luftreiniger KORU entwickeln, bei dem wir uns auf die Aufrechterhaltung einer extrem hohen Luftreinigungswirksamkeit konzentrieren und gleichzeitig unsere Auswirkungen auf den Planeten und die Kosten der Kunden mit einempermanenten und waschbaren Filter begrenzen, der sogar bis zu 99 % aller Viren und Bakterien auffängt.