Giao thông trong đường hầm ở Hàn Quốc. Ảnh minh họa Nirian/iStock
Giao thông là một trong những thủ phạm lớn nhất gây ô nhiễm không khí. Tác động bất lợi này lớn hơn trong khi có quá nhiều phương tiện cơ động và ít không khí lưu thông như trong một đường hầm ngầm.
Trong tương lai, việc thay thế những cỗ máy xả khí thải độc hại này bằng xe hybrid điện và xe điện có thể giúp giảm thiểu ô nhiễm không khí lâu dài, nhưng những khả năng ô nhiễm khác vẫn các phương thức tiếp cận bền vững hơn.
Khi nhiên liệu bị đốt cháy ở nhiệt độ cao, một nhóm oxit nitơ sẽ thải ra, phản ứng với các vật chất ô nhiễm khác tạo thành khói và tiếp tục ảnh hưởng đến sức khỏe con người.
Một nghiên cứu đã được công bố trên Tạp chí KSCE về Nghiên cứu Kỹ thuật Môi trường và Dân dụng năm 2021 đã điều tra khả năng loại bỏ những oxit độc hại này bằng phương thức sử dụng bê tông xốp xúc tác quang.
Các kỹ sư thuộc Viện Công nghệ Xây dựng và Xây dựng Dân dụng Hàn Quốc (KICT) căn cứ trên kết quả của nghiên cứu này đã chứng minh được, bê tông quang xúc tác có thể giảm ô nhiễm khí độc trong đường hầm.
Sơ đồ minh họa phương thức hoạt động của bê tông lọc không khí. Viện Kỹ thuật Xây dựng và Công nghệ Xây dựng Hàn Quốc
Chất xúc tác quang là gì?
Nhóm nghiên cứu KICT thiết kế bê tông, phủ một lớp titan dioxit tạo ra các phân tử, được gọi là các loại oxy phản ứng (ROS) khi có tác động của ánh sáng mặt trời và các loại ánh sáng khác.
Đây là những phân tử không ổn định với một hoặc nhiều electron chưa ghép cặp, khiến vật chất có khả năng phản ứng cao và phân hủy các chất gây ô nhiễm không khí, đặc biệt là những hợp chất hữu cơ dễ bay hơi (VOC) như oxit nitơ, oxit lưu huỳnh và amoniac, khiến những hợp chất này trở nên vô hại với con người.
Nhóm Nghiên cứu xúc tác quang (GCP), đơn vị tiên phong trong những dự án phát triển các công nghệ xúc tác quang tiết kiệm chi phí từ bùn thải đã thực hiện "Công trình xanh của KICT”, thử nghiệm ứng dụng bê tông quang xúc tác trong Đường hầm ngầm Banpo ở Seoul, Hàn Quốc.
Đường hầm dưới lòng đất là vị trí lý tưởng nhất cho thử nghiệm này do lưu thông không khí kém hơn trên mặt đất và các phương tiện giao thông di chuyển thường xuyên. Các đèn nhân tạo bổ sung được lắp đặt để tăng tốc những phản ứng hóa học, kích hoạt bằng ánh sáng ở những khu vực mà nguồn sáng tự nhiên không tiếp cận được.
Nhóm nghiên cứu đã ghi nhận thấy, mức độ khí oxit nitơ giảm 18% trong 24 giờ. Muối hình thành trong bê tông do các phản ứng bị nước mưa cuốn trôi, cho thấy quá trình này có hoạt động vô thời hạn và hầu như không cần bảo dưỡng thêm ngoài chăm sóc bê tông thông thường.
TS Jong-Won Kwark, trưởng nhóm nghiên cứu dự án cho biết: “Công nghệ xây dựng sử dụng xúc tác quang có thể có tác dụng tức thì nỗ lực giảm thiểu ô nhiễm các hạt bụi mịn trong môi trường sống quốc gia. Chúng tôi có kế hoạch xây dựng một chương trình hành động, hợp tác với chính quyền địa phương và các tập đoàn công trình giao thông công cộng để mở rộng thử nghiệm trình diễn công nghệ sang các địa điểm khác nhằm đạt được khả năng thương mại hóa và lan tỏa ứng dụng công nghệ này với hiệu quả thiết thực bảo vệ sức khỏe con người”.
Nhóm dự định tiếp tục nghiên cứu mở rộng hiệu quả của bê tông xúc tác quang với các hợp chất khác, bao gồm cả carbon dioxit, đồng thời tăng cường hiệu quả và tìm kiếm khả năng thương mại hóa công nghệ này.
Theo Interesting Engineering
Thái Bằng
