Fotokatalityczne materiały, które oczyszczą wodę i powietrze

Czas3 min

Na Politechnice Gdańskiej opracowywane są nowe materiały fotokatalityczne. Ich zastosowanie pozwoli usuwać pozostałości farmaceutyków ze strumieni oczyszczanych ścieków, a także eliminować zanieczyszczenia powietrza.

Zjawiskiem fotokatalizy na Politechnice Gdańskiej zajmuje się zespół prof. Anny Zielińskiej-Jurek z Katedry Inżynierii Procesowej i Technologii Chemicznej Wydziału Chemicznego. Zajmuje się on problemami środowiskowymi i działa w kierunku ekoinnowacyjności, m.in. opracowując nowe materiały fotokatalityczne. Mianem takiego materiału określa się materiał półprzewodnikowy, który absorbuje promieniowanie słoneczne. Zgromadzony w ten sposób ładunek może zostać przekształcony w reaktywne formy tlenu. Te z kolei są w stanie bardzo efektywnie utleniać zanieczyszczenia obecne w wodzie czy powietrzu.

Fotokataliza w walce z farmaceutykami

Do zespołu prof. Zielińskiej-Jurek należy m.in. mgr inż. Marta Kowalkińska, absolwentka uczelni, a obecnie doktorantka w Szkole Doktorskiej. Młoda chemiczka zajmuje się przede wszystkim syntezą, charakterystyką i zastosowaniem nowych materiałów fotokatalitycznych do degradacji uporczywych zanieczyszczeń. Opracowała fotokatalizator, który poprzez swoją morfologię eliminuje zanieczyszczenia organiczne w wodzie. Udało jej się z dużą skutecznością zdegradować naproksen – jeden z popularniejszych środków przeciwbólowych i przeciwzapalnych, będący m.in. składnikiem maści.

– Zarówno na wcześniejszym etapie, jak i teraz, podczas realizacji pracy doktorskiej, moja praca skoncentrowana jest głównie na syntezie nowych materiałów i zastosowaniu fotokatalizy do rozkładu trwałych zanieczyszczeń obecnych w wodzie i powietrzu – wyjaśnia mgr Marta Kowalkińska, badaczka z Wydziału Chemicznego PG. – W szczególności skupiam się na rozkładzie farmaceutyków, niepodatnych na rozkład biologiczny w konwencjonalnych systemach oczyszczania ścieków komunalnych i przemysłowych. Tymi farmaceutykami są m.in. naproksen, ibuprofen czy paracetamol, czyli popularne środki, stosowane w lekach przeciwbólowych, które dostępne są bez recepty i z których wielu z nas na co dzień korzysta.

Jak podkreślają chemiczki, organizm człowieka częściowo metabolizuje te związki farmaceutyczne. Metabolity te jednak nie zawsze są podatne na rozkład biologiczny. Co więcej, część związków wydalana jest z naszego organizmu w formie niezmienionej.

– Choć farmaceutyki w ściekach nie występują w dużych stężeniach, to mogą ulegać bioakumulacji w wodzie, czy biomagnifikacji w środowisku, powodując toksyczność i w różny sposób wpływając na organizmy żywe – wyjaśnia prof. Anna Zielińska-Jurek, chemiczka z Katedry Inżynierii Procesowej i Technologii Chemicznej Wydziału Chemicznego PG. – Zależy nam na tym, żeby opracować takie technologie, dzięki którym te substancje zostaną wyeliminowane ze ścieków oraz z wód powierzchniowych.

Czyste powietrze i ekologiczny asfalt

Badania podejmowane przez zespół prof. Zielińskiej-Jurek nie dotyczą jednak jedynie wody.

– Nasz zespół opracował fotokatalizator, zdolny do eliminowania szerokiego spektrum zanieczyszczeń powietrza: tlenków azotu, benzo(α)pirenu obecnego w pyłach oraz lotnych zanieczyszczeń organicznych. Co ważne, nasze rozwiązanie jest innowacyjne w skali całego świata – wyjaśnia prof. Zielińska-Jurek – Fotokatalizator jest w stanie eliminować te zanieczyszczenia pod wpływem promieniowania słonecznego. Światło UV jest drogie i jest go bardzo mało w spektrum promieniowania słonecznego, mianowicie jedynie 3-5%. Dlatego chcemy zwiększyć wydajność procesu poprzez aktywację materiału w świetle widzialnym. Nad wprowadzeniem tego rozwiązania ściśle współpracujemy z PKN Orlen S.A. – dodaje.

Mgr inż. Kowalkińska jest również wykonawcą w projekcie „Ekologiczne asfalty”, realizowanym w ramach programu „Szybka ścieżka” (NCBiR). Obecnie przygotowywane jest na Politechnice Gdańskiej zgłoszenie patentowe, dotyczące syntezy i zastosowania opracowanego dodatku ekologicznego do asfaltu.

– Fotokatalizatory mogą być stosowane do modyfikacji na różnych powierzchniach, nadając im nowe właściwości. W tym przypadku jest to asfalt modyfikowany dodatkiem ekologicznym w postaci fotokatalizatora, aktywowanego światłem słonecznym – tłumaczy mgr Kowalkińska. – Nawierzchnia będzie zawierała warstwę zdolną do degradacji zanieczyszczeń, a więc na przykład tlenków azotu, należących do najgroźniejszych związków zanieczyszczających atmosferę, emitowanych m.in. w trakcie spalania paliw kopalnych oraz z transportu samochodowego.

Szereg nagród i publikacji

Efektem pracy młodej chemiczki są publikacje naukowe w wysoko ocenianych międzynarodowych czasopismach, takich jak: Chemical Engineering Journal, Applied Surface Science, Catalysis Today czy The Journal of Physical Chemistry C, a także nagrody w prestiżowych konkursach. Pod koniec ubiegłego roku za swoje osiągnięcia mgr Kowalkińska otrzymała wyróżnienie w ogólnopolskim konkursie EKOinnowatorzy, a rok wcześniej wyróżnienie w konkursie im. Romualda Szczęsnego. Badaczka jest również jedną z 6 osób na świecie, które wchodzą w skład komitetu organizacyjnego szkoły letniej dla młodych naukowców, organizowanej przy okazji najważniejszej konferencji w tej dziedzinie nauki – 8th International Conference on Semiconductor Photochemistry organizowanej we wrześniu tego roku w Strasbourgu, we Francji.

Źródło i zdjęcie: Politechnika Gdańska

*Na zdj. od lewej: prof. Anna Zielińska-Jurek i mgr inż. Marta Kowalińska. Fot. Krzysztof Krzempek / Politechnika Gdańska

Zostaw komentarz

Ta strona używa Akismet do redukcji spamu. Dowiedz się, w jaki sposób przetwarzane są dane Twoich komentarzy.

- REKLAMA -

Najnowsze

- REKLAMA -

Zainteresuje Cię

20 lat branży biogazowej w Polsce. Eksperci podsumowują rozwój sektora

Polska branża biogazowa obchodzi 20-lecie istnienia. To właśnie dwie dekady temu, w 2005 roku, Goodvalley zbudowało pierwszą biogazownię...

Do 2030 roku liczba plastikowych opakowań w e-handlu modowym może się podwoić. Ich udział najszybciej rośnie w Polsce

Wraz ze wzrostem kanału e-commerce w branży modowej rośnie liczba wykorzystywanych opakowań, z których znaczną część wciąż stanowią te z plastiku....

Raport PTEC: Współpraca ciepłownictwa i elektroenergetyki wpłynie na obniżenie cen ciepła, emisji CO2 i poprawę efektywności systemu

Podczas tegorocznego Kongresu Ciepłownictwa w Nałęczowie, Polskie Towarzystwo Energetyki Cieplnej (PTEC) zaprezentowało najnowszy raport pt. „Integracja sektora ciepłowniczego...

Polskie Sieci Elektroenergetyczne uruchamiają kampanię „Odłóż na później” wspierającą elastyczne zarządzanie energią

Ruszyła ogólnopolska kampania edukacyjna "Odłóż na później", której celem jest promocja odpowiedzialnego korzystania z energii elektrycznej poprzez świadome...

Unia Europejska zwiększyła inwestycje w ochronę środowiska do rekordowych 76 miliardów euro w 2024 roku

Eurostat szacuje, że w 2024 roku kraje Unii Europejskiej zainwestowały około 76 miliardów euro w aktywa niezbędne do...

Branża budowlana musi budować w sposób odpowiedzialny klimatycznie

Przemysł cementowy na świecie odpowiada za 7-8 proc. światowej produkcji emisji dwutlenku węgla. „W Polsce, według danych Stowarzyszenia...

Zielone wartości w odwrocie. Polacy coraz bardziej obojętni na ekologię

Po chwilowym wzroście świadomości ekologicznej w polskim społeczeństwie przyszło zahamowanie nastrojów. Napływ obojętnych postaw, niski poziom wiedzy na...

URE publikuje wytyczne dla koncesji na magazynowanie energii – duże instalacje powyżej 10 MW wymagają zgody regulatora

Prezes Urzędu Regulacji Energetyki opublikował pakiet informacyjny dla podmiotów ubiegających się o koncesję na wykonywanie działalności gospodarczej w...