خرسانة ضوئية لتنقية الهواء في الأنفاق تحت الأرض
يمكنها إزالة الجسيمات الدقيقة على الطرق بشكل فعال.. إنشاء أنظمة شهادات تقييم أداء التحفيز الضوئي المختلفة
تميل جودة الهواء في أنفاق الطرق تحت الأرض إلى أن تكون أسوأ من بيئات الطرق الأخرى بسبب ضعف دوران الهواء. لمعالجة هذه المشكلة، قام باحثون في المعهد الكوري للهندسة المدنية وتكنولوجيا البناء (KICT) بتطوير الخرسانة التحفيزية الضوئية التي يمكنها إزالة الجسيمات الدقيقة على الطرق بشكل فعال.
الطريقة الأكثر فعالية لتحسين جودة الهواء الداخلي في البنية التحتية للطرق هي إزالة سلائف الجسيمات الدقيقة الناتجة عن غازات عادم السيارات بشكل استباقي، فإن تطبيق مواد البناء التي تستخدم المحفزات الضوئية مع القدرة على إزالة المواد الضارة قد أصبح مؤخرًا في دائرة الضوء كحل لتلوث الجسيمات الدقيقة.
المحفز الضوئي هو مادة شبه موصلة يمكنها تحطيم الملوثات من خلال تفاعل تحفيزي ضوئي عند تعرضها للضوء. تتفاعل المحفزات الضوئية مع الضوء لإنتاج أنواع الأكسجين التفاعلية (ROS) ذات القدرة المؤكسدة القوية ، والتي تحول المواد الأولية للجسيمات الدقيقة (أكسيد النيتروجين ، وأكسيد الكبريت، وما إلى ذلك) إلى مواد غير ضارة من خلال تفاعل تحفيزي ضوئي ، مما يؤدي إلى قمع الجسيمات الدقيقة جيل.
طورت KICT’s Green Construction by Photocatalyst Research Group (GCP Research Group) خرسانة ضوئية يمكن أن تقلل من توليد الجسيمات الدقيقة من خلال القوة المؤكسدة القوية لـ ROS المتولدة عندما يتفاعل المحفز الضوئي مع الضوء .
على الرغم من الأداء الممتاز للمحفزات الضوئية في إزالة المواد السامة من الهواء، إلا أنها لم تستخدم بعد في مواد البناء بسبب ارتفاع تكلفة التصنيع ؛ ونتيجة لذلك ، تعمل مجموعة أبحاث GCP على تطوير تقنيات رئيسية للإنتاج الضخم الفعال من حيث التكلفة للمحفزات الضوئية من حمأة مياه الصرف الصحي منذ عام 2018 ، بدعم من وزارة الأراضي والبنية التحتية والنقل.
من خلال هذا المشروع ، نجحت GCP Research Group في تطوير مواد البناء التحفيزية الضوئية وتكنولوجيا التطبيقات التي حققت كلًا من الأداء الفني والقدرة التنافسية الاقتصادية.
في مايو 2023 ، أكملت مجموعة أبحاث GCP تطبيقًا تجريبيًا للخرسانة التحفيزية الضوئية على الجدران الداخلية لنفق الطريق تحت الأرض Banpo في سيول ، كوريا.
هدفت هذه التجربة إلى التحقق من فعالية نتائج البحث في الاستخدام الفعلي. أظهرت النتائج انخفاضًا تقريبيًا بنسبة 18٪ في مستويات تركيز أكاسيد النيتروجين (NO x ) خلال فترة 24 ساعة.
تم تركيب مصدر ضوء اصطناعي على جدار نفق الطريق تحت الأرض حيث تم وضع الخرسانة المحفزة ضوئيًا ، مما يسمح بوظيفة التحفيز الضوئي بالعمل حتى تحت الأرض حيث لا يصل الضوء الطبيعي، بالإضافة إلى ذلك ، أظهرت النتائج أن نواتج التحلل الضوئي ، التي تحولت إلى أملاح بسبب محتوى الكالسيوم في الخرسانة التحفيزية الضوئية ، قد جرفتها الأمطار بشكل فعال، هذا يسمح لوظيفة التحفيز الضوئي أن تستمر بشكل دائم دون الحاجة إلى الصيانة.
تجري مجموعة أبحاث GCP أيضًا بحثًا لإنشاء أنظمة شهادات تقييم أداء التحفيز الضوئي المختلفة، بهدف تسهيل تسويق وتوزيع التكنولوجيا، حاليًا ، يجرون تجربة شاملة بالتعاون مع السلطات في مقاطعة Gyeonggi-do لإثبات فعالية تقنيات البناء التحفيزي .
قال الدكتور جونح وون ، رئيس الباحثين في البحث : “يمكن أن يكون لتكنولوجيا البناء باستخدام المحفزات الضوئية تأثير فوري على تقليل الجسيمات الدقيقة في البيئة المعيشية للبلاد”، “نحن نخطط لبناء نظام للتعاون مع الحكومات المحلية والشركات العامة لتوسيع مظاهرات تجريبية إلى مواقع أخرى لتحقيق التسويق والتوزيع مع تأثيرات عملية.”
