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Jul 22, 2023

街灯の明かりからの廃熱で室内の汚染物質を除去できる可能性がある

2023 年 8 月 19 日 エレン・フィディアンは、コスモスの科学ジャーナリストです。 彼女は、オーストラリア国立大学で化学と科学コミュニケーションの学士号（優等学位）と科学コミュニケーションの修士号を取得しています。

2023 年 8 月 19 日

エレン・フィディアンは、コスモスの科学ジャーナリストです。 彼女はオーストラリア国立大学で化学と科学コミュニケーションの学士号 (優等学位) と科学コミュニケーションの修士号を取得しています。

韓国の研究者チームは、街灯の明かりから出る廃熱を利用して室内汚染物質を除去する方法を発見した。

彼らは、空気中の揮発性有機化合物 (VOC) を除去し、無害な副産物に変えるランプシェード用のコーティングを開発しました。

このコーティングは現在、大量の過剰熱を発生するハロゲンライトやその他の電球でのみ機能しますが、研究者らはすぐにより効率的な LED に合わせてコーティングを調整したいと考えています。

VOC は、アセトアルデヒドやホルムアルデヒドなどの小さな炭素含有物質で、塗料、プラスチック、料理、その他の家庭発生源から放出されます。

「家庭やオフィスの VOC 濃度は低いですが、人々は時間の 90% 以上を屋内で過ごすため、時間の経過とともに曝露量が増加します」と韓国の延世大学の研究者であるキム ヒョンイル博士は述べています。

「室内空気から VOC を除去する従来の方法は、活性炭やその他のタイプのフィルターに依存しており、定期的に交換する必要があります」と、キム研究室の大学院生、ミンヒョン・リーは言う。

Kim氏らは、VOCをCO2に変える化学反応を引き起こす触媒を研究してきた。 屋内では VOC の濃度が低いため、生成される CO2 の量は無害であるほど低く、人間が吐き出す量と同程度です。

化学反応が起こるには通常、ある程度のエネルギーが必要です。 研究チームは、熱を利用して反応を引き起こす熱触媒を研究してきました。

彼らは主に二酸化チタン（歯磨き粉、食品、日焼け止め、塗料に使用される白色顔料）と少量の貴金属プラチナから作られた触媒を開発した。

この触媒は室温で高濃度の VOC を低減できますが、ハロゲン ランプ シェードの内側をコーティングするとより効果的に機能します。

ランプからの過剰な熱によりシェードが 120°C に加熱され、触媒が低レベルの VOC も除去できるようになりました。

研究者らは現在、鉄や銅など、プラチナよりも安価な金属を使ってこの反応を実現させようとしている。

彼らはまた、熱の代わりに光を使って反応を引き起こす光触媒を、LEDと併用できるようにすることも検討している。

LED は、エネルギーのほとんどを熱として無駄にしないため、光源としてますます人気が高まっていますが、それは、この触媒が機能するために必要な温度を生成しないことも意味します。

反応を触媒するために熱の代わりに光を使用すれば、この問題は解決されるでしょう。

「私たちの最終的な目標は、紫外線や可視光、廃熱などの光源によって生成される全スペクトルを利用できるハイブリッド触媒を開発することです」とキム氏は言います。

研究者らは、米国化学会の2023年秋季大会で研究成果を発表した。

当初はコスモスによって「照明からの廃熱で室内汚染物質を除去できる」として出版されました。