descontaminación del aire en ciudades

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a la Fotocatálisis
y su aplicación en la construcción »

Colegio Oficial de Aparejadores, Arquitectos técnicos e Ingenieros de Edificación de Madrid.
8 de mayo 2011

Dra. Yolanda de Miguel, TECNALIA

La fotocatálisis (1)
La fotocatálisis es una reacción catalítica que implica la
absorción de luz solar por parte de un catalizador o un
sustrato, consistente en un materialsemiconductor.
TiO2 + hv
O 2 + eO2

-

+ H2O

HO2 + e-

HO2 + H2O

OH

-

+ h+

e- + h +
-

O2

HO2 + OH
HO2

-

H2O 2 + OH

-

OH

Estos materiales fotocatalizadores se activan con luz
ultravioleta y reaccionan con agua y oxígeno en el aire,
generando especies muy reactivas (oxidantes) capaces de
destruir agentes contaminantes como por ej. compuestos
orgánicos volátiles, óxidos de nitrógeno, bacterias,etc.
Dra. Yolanda de Miguel, TECNALIA

La fotocatálisis (2)
El semiconductor mas empleado es el dióxido de titanio (TiO2).
Sus propiedades son:
Banda de conducción

• Elevada eficiencia fotocatalítica
• Bajo coste
Superficie del TiO2

• Relativa estabilidad
• Baja toxicidad

Eg ~ 3.2 eV
(anatasa)

• Varias estructuras cristalinas:
Banda de valencia

TiO2 presenta mayor actividad fotocatalítica
ensu forma cristalina denominada
ANATASA
Rutilo

Anatasa

Dra. Yolanda de Miguel, TECNALIA

La fotocatálisis (3)
Las especies radicalarias generadas sobre la superficie pueden:
1. Destruir contaminantes

2. Dar lugar a superficies superhidrofílicas

Estos dos procesos dan lugar a la propiedad de Auto-limpieza
Dra. Yolanda de Miguel, TECNALIA

Aplicaciones de la fotocatálisis (1)
Eliminación demicroorganismos

Auto-limpieza

Purificación de aguas

Purificación de aire

Dra. Yolanda de Miguel, TECNALIA

Aplicaciones de la fotocatálisis (2)
Eliminación de microorganismos

Bacteria: E. Coli (ATCC 11229)
t = 0min

t = 24h

Dra. Yolanda de Miguel, TECNALIA

Aplicaciones de la fotocatálisis (3)
Purificación de aguas
MB test (JIS 1703-2:2007 or DIN52980)
UV lamp of 20W with peak intensity at351nm
Irradiation on the sample 1mW.cm-2

Ultraviolet lamp

Lamp support
with adjustable
height

Radiometer
Test cell

sensor

Test support with
adjustable height

Dra. Yolanda de Miguel, TECNALIA

Aplicaciones de la fotocatálisis (4)
Auto-limpieza / Anti-vaho
La superficie fotocatalítica por un lado destruye la
suciedad y por otro forma una fina película
superhidrófila sobre la cual las gotas deagua no
se depositan. Tiene por lo tanto propiedades de
auto-limpieza y de anti-vaho al mismo tiempo.

60

Contact angle (º)

50

40

30

20

10

time (min)

0

0

10

20

30

40

P25 TiO2 hybrid coating

47

30

21

21

11

4

5

9

8

5

6

7

5

TiO2-less coating

50

53

51

50

53

54

50

54

60

57

70

80
56

56

90

100
54

110
55

120
55

Dra. Yolanda de Miguel, TECNALIA

Aplicaciones dela fotocatálisis (5)
Purificación de aire: VOCs (acetaldehido), NOx

Misericordia Church, Roma
(2003)

Musique et des Beaux
Arts à Chambéry (2000)

Private buildings close
to Bergamo (1997-1998)

Controlador del
Sensor de humedad
flujo de masa
Ventilación

1,1

Lámpara de UV

Acetaldehído contenido en N2
(A)
Entrada de gas

Placa de vidrio

5 mm

Salida de gas

Vista de frente
Separador de alturaconcentración de NOx (ppm)

Aire purificado

0,9

NO

Recubrimiento (50 x 100 mm)

NOX
Vista desde arriba

0,7
(B)

0

1

2

3

4

5

tiempo de irradiación (h)

Dra. Yolanda de Miguel, TECNALIA

Productos fotocatalíticos

APLICACIONES
•

Superficies Anti-Bacteria (p. ej. uso en
hospitales, etc.)

•

Purificación de Aguas

• Auto-limpieza / Anti-vaho
•

Purificación de Aire (NOx, VOCs)

1.1 μm300 nm

Dra. Yolanda de Miguel, TECNALIA

Gracias por su atención!
Dra. Yolanda de Miguel
(TECNALIA)
yolanda.demiguel@tecnalia.com
+34-667 178 826
Para más información
Telf. 933 636 022
contacto@fotocatalisis.org
www.fotocatalisis.org
Dra. Yolanda de Miguel, TECNALIA

«La

Isla fotocatalítica»

Una solución sostenible, real y proactiva para la descontaminación del aire.
Colegio Oficial de...