شکستن شاخ غول آلودگی هوا با فناوری‌های سبز

به گزارش گروه دانش و فناوری اقتصاد ۱۰۰ و به نقل ازایسنا، ریزگرد در بهار و تابستان و آلودگی هوا در روزهای سرد در زمستان چالشی‌ است که برای کلانشهر تهران یک گرفتاری دائمی شده است، به گونه‌ای که از ابتدای سال جاری تهران در برابر ۲ روز هوای پاک، ۶۴ روز هوای قابل قبول، ۵۶ روز ناسالم برای افراد حساس جامعه داشته، ضمن آنکه رکورددار ۷ روز ناسالم برای همه افراد، یک روز بسیار ناسالم و ۲ روز هوای خطرناک بوده است.

نوک پیکان این آلودگی وسایل نقلیه است؛ از این رو رویکرد دنیا تولید خودروهای برقی و هیبریدی است و گفته می‌شود تا ۱۰ سال آینده در اتحادیه اروپا، خودروهای غالب، برقی و احتراقی خواهند بود و خودروهای احتراقی بخش کوچکی را تشکیل می‌دهند.

چین به عنوان بزرگترین مهد اتوبوس‌های برقی، رشد شتابانی در زمینه تولید خودروهای برقی دارد و این امر نشان می‌دهد که کشورهای دارای فناوری، به سمت استفاده از خودروهای برقی حرکت کرده‌اند و در این راستا از شرکت‌های خودروساز خود خواسته‌اند میزان تولید Co۲ را کاهش دهند، در غیر این صورت مشمول جریمه‌های سنگین می شوند.

با توجه به تلاش‌های صورت گرفته در حوزه توسعه خودروهای برقی و هیبریدی و ملزم کردن دولت‌ها به اختصاص بخشی از تولید سالانه خودروهایشان به خودروهای هیبریدی، دست کم ۱۰ کشور دنیا قرار است تولید و تردد خودروهای بنزینی و گازوییلی را تا سال ۲۰۳۰ در کشورهای خود به طور کاملا ممنوع کنند.

بر این اساس می‌توان ادعا کرد شکستن شاخ غول تنها در توسعه فناوری‌های سبز است.

فناوری‌های سبز و کاهش آلودگی هوا

فیلتراسیون به معنای فیلتر کردن مواد بسیار ریز است. تکنولوژی فیلتر کردن هوای محیط، روشی بسیار کارآمد برای حذف آلودگی‌های ناخواسته است. این فیلترها که امروزه در کشور در مقیاس نانو نیز به تولید رسیده‌اند، در ساخت نانوماسک علیه میکروب‌ها و ویروس‌ها، در تولید فیلترهای هوای صنایع برای پاکسازی و تصفیه آب و هوا و همچنین جلوگیری از آلودگی‌های نفتی کاربرد دارند.

از این فیلترها همچنین می‌توان برای جذب و جداسازی گازهای سمی و آلاینده‌های محیط زیست استفاده کرد، به طوری که می‌توان استفاده از آن در اگزوز را به عنوان یک کاربرد مهم در جهت محافظت هر چه بیشتر از محیط زیست نام برد.

کاتالیزوهای نیمه‌رسانا

روش رایج دیگر تصفیه آلاینده‌های آلی فتواکسیداسیون، استفاده از کاتالیزورهای نیم‌رسانا مانند TiO2 است. نانو فتوکاتالیست‌ها، باعث تسریع حذف آلودگی‌های زیست محیطی می‌شوند.

ذرات TiO2 نیمه ‌هادی‌هایی هستند که با فوتون‌های نور فرابنفش باردار شده و باعث واکنش‌های اکسایش و احیاء در سطح کاتالیزورها می‌شوند. این واکنش‌ها آلاینده‌های آلی را به دی‌اکسید کربن و آب تبدیل می‌کنند.

این تصفیه‌کننده قادر به نابود کردن سریع ترکیبات سمی نظیر فرمالدئید، آکرولین، بنزن و دود دخانیات است.

رنگ‌آمیزی‌های سبز برای نابودی آلاینده‌ها

ماده اصلی این پوشش‌ها، اکسید تیتانیوم است و قرار گرفتن مواد آلاینده هوا بر روی این پوشش‌ها در معرض نور خورشید، باعث تجزیه مواد اصلی آنها و در نتیجه رفع آلودگی هوا می‌شود.

استفاده از این پوشش‌ها موجب تجزیه آلاینده‌های هوا خواهد شد.

کمک خودتمیز شونده‌ها در کاهش آلودگی

این فناوری هم‌اکنون در پنجره‌های خودتمیز شونده و کاشی‌های حمام به کار می‌رود؛ اما دانشمندان امید دارند بتوانند کل شهر را با موادی از این قبیل رنگ کنند؛ موادی که آلودگی‌ها را در خود حل می‌کنند و در هنگام قرار گرفتن در معرض آفتاب یا باران شسته می‌شوند.

تولید سیمان‌های تصفیه کننده هوا

این گونه سیمان‌ها، در تونل‌ها و محیط هایی که بسته است و تردد خودروها در آنجا زیاد است، استفاده می‌شوند و نقش تصفیه کنندگی هوا را برعهده ن.

شیشه‌ها و کاشی‌های سرامیکی از جمله محصولات خود تمیز شونده‌ای هستند که در بازار موجود بوده و با لایه‌هایی از دی اکسید تیتانیوم پوشانده شده‌اند.

کاتالیست‌های سبز برای کاهش آلودگی هوا

۷۰ درصد آلودگی هوای ناشی از ذرات معلق و ۸۵ درصد از آلودگی هوای ناشی از گازهای سمی در شهر تهران، ناشی از آلاینده‌های خروجی از وسایل نقلیه هستند، ضمن آنکه "فرسودگی" و "سوخت خودروها" دو عامل اصلی آلوده بودن وسایل نقلیه محسوب می‌شوند.

سهم عمده ایجاد ۷۰ درصد ذرات معلق و ۸۵ درصد آلودگی هوا، به خودروهای سنگین، اتوبوس‌ها، موتورسیکلت، تاکسی‌ها و خودروهای شخصی اختصاص دارد، به گونه‌ای که بر اساس گزارش سالیانه کیفیت هوای شهر تهران، سالیانه میزان ۷۲۰ هزار تن آلاینده در تهران تولید می‌شود که  سهم منابع متحرک (خودروها و موتورسیکلت‌ها) در حدود ۶۲۰ هزار تن آلاینده در سال است.

سهم وسایل نقلیه در تولید آلاینده‌های مونواکسیدکربن، اکسیدهای نیتروژن، اکسیدهای گوگرد، ترکیبات آلی فرار و ذرات معلق به‌ترتیب ۹۸، ۴۷، ۶، ۸۶ و ۷۰ درصد است؛ عمده آلاینده‌هایی که توسط یک وسیله نقلیه تولید می‌شود، شامل مونواکسید کربن، هیدروکربن‌ها و اکسیدهای نیتروژن است و این در حالی است که موتورسیکلت‌ها نسبت به خودروهای دیزلی و بنزینی با ضرایب بیشتری این آلاینده‌ها را تولید می‌کنند.

یکی از مؤثرترین روش‌های کاهش انتشار مونواکسیدکربن، هیدروکربن‌ها و اکسیدهای نیتروژن، به‌کارگیری "مبدل کاتالیستی" در سیستم اگزوز وسایل نقلیه است.

کاتالیست‌ها به شدت می‌توانند در کاهش آلودگی کمک کنند و می‌توانند ۷۰ تا ۸۰ درصد آلودگی را کاهش دهند، مشروط بر آنکه روی کیفیت سوخت نیز کار شود؛ چرا که کیفیت سوخت روی عمر مفید کاتالیست‌ها مؤثر است. کیفیت پایین سوخت موجب می‌شود کاتالیست خیلی سریع از کار بیفتد.

در این راستا محققان یکی از شرکت‌های فناور ایرانی، مبدل‌های کاتالیستی را برای صنایع خودروسازی در جهت کاهش میزان آلاینده‌های خروجی اگزوز چون پارافین‌ها، اولفین‌ها، ترکیبات آروماتیک، منواکسید کربن، اکسیدهای نیتروژن، اکسیدهای گوگرد و دی اکسید کربن، تولید کردند.

استفاده از مبدل‌های کاتالیستی در اگزوز موجب می‌شود گازهای سمی و آلاینده حاصل از احتراق مانند NOx، HC و CO به گازهای بی‌خطر تبدیل شوند.

این شرکت با تأمین مبدل‌های کاتالیستی با استاندارد آلایندگی یورو ۴ و ۵ مورد نیاز کشور، اقدام به استفاده از فناوری نانو در تولید این محصولات کرده است. در این مبدل‌های کاتالیستی همه فلزات گران‌بها و از جمله پلاتین، پالادیوم و رودیوم به صورت نانوذرات در تمامی سطوح پایه کاتالیستی که دارای تخلخلی بالا هستند، توزیع شده‌ است.