Fotocatalisi, cos’è e come funziona

processo di fotocatalisi

Come funziona il processo di fotocatalisi, a cosa serve e il ruolo del biossido di titanio per purificare l’aria.

Il processo fotocatalitico è sfruttato per purificare l’aria riducendo la concentrazioni di particelle inquinanti sospese in atmosfera mediante l’azione del biossido di titanio e per azione dei raggi solari. In particolare, la fotocatalisi va a neutralizzare l’ossido di azoto.

Il processo fotocatalitico è sfruttato nella bio edilizia per la realizzazione di elementi costruttivi con proprietà antinquinanti. In edilizia, si stanno diffondendo elementi di rivestimento esterno (intonaci, tegole per coperture, pannelli per facciate…) descritti con l’appellativo di “mangi-smog” proprio perché hanno la capacità di trattenere polveri sottiliossido di azoto e altri inquinanti.

Come funziona il processo di fotocatalisi

La fotocatalisi è un insieme di reazioni fotochimiche rese possibili da un catalizzatore sensibile alla luce. I fotocatalizzatori classici sono dati da composti metallici quali ossido di zinco, ossido di cerio (IV), solfuro di zinco, solfuro di cadmio, diossido di stagno, ossido di zirconio… In bio edilizia, il fotocatalizzatore più usato è il biossido di titanio (o diossido di titanio TiO2) grazie al quale si realizzano degli autentici rivestimenti mangia-smog.

Il biossido di titanio, in presenza della luce solare riesce ad attirare e trattenere le molecole d’acqua sospese in aria in forma di umidità e insieme all’acqua cattura anche polveri sottili (PM10), ossido di azoto e altri particelle inquinanti sospese, fino a farle mineralizzare.

Se, a livello chimico, questo meccanismo vi suona strano, sappiate che l’innesco della fotocatalisi sono i raggi solari intesi come raggi ultravioletti dalla lunghezza d’onda ideale per modificare la struttura degli orbitali molecolari del TiO2 e rendere possibile l’intera reazione.

In bio edilizia, il biossido di titanio è combinato con il cemento e, oltre a eliminare una piccola parte dello smog presente in atmosfera, riesce a garantire facciate sempre pulite eliminando tutti i componenti organici inquinanti. L’applicazioni di rivestimenti fotocatalitici più famosa d’Italia è avvenuta in ambito di Expo 2015 con il Palazzo Italia di Milano.

Non solo facciate e rivestimenti esterne. Tra i produttori edilizi non manca chi propone piastrelle fotocatalitiche per interni. in questo contesto il processo fotocatalitico è sfruttato per garantire pavimenti puliti e in grado di abbattere costantemente cariche batteriche e degradare qualsiasi particella nociva. Anche in questo caso il protagonista è il biossido di titanio ma a differenza delle facciate esterne (dove la pioggia rigenera l’attività fotocatalitica del rivesitmento eliminando eventuali saturazioni), per le pavimentazioni sarà necessarie eseguire la classica manutenzione con acqua.

Altre applicazioni del processo di fotocatalisi

Le applicazioni della fotocatalisi non riguardano solo l’ambito edilizio.La fotocatalisi viene sfruttata nei trattamenti di depurazione dell’aria e delle acque. In ambito medico,  con la fotocatalisi si contrastano alcune cellule tumorali e in ambito sanitario e nei laboratori di ricerca si sfrutta la fotocatalisi come mezzo di disinfezione.

In ambito industriale, la fotocatalisi trova impiego nella produzione di vetro e di altri materiali autopulenti, in pratica questi materiali su puliscono da soli eliminando lo sporco semplicemente entrando in contatto con la luce. Sempre per vetri e specchi, il processo di fotocatalisi è impiegato per la sua azione “anti-nebbia” proponendo una superficie del tutto immune all’acqua. Per farvi un esempio, immaginate i vetri del box doccia rivestiti da materiali dalle proprietà fotocatalitiche… in questo caso il vapore prodotto dall’acqua bollente non annebbierebbe il vetro.

Ancora, sfruttando il processo di fotocatalisi è possibile produrre idrogeno per scissione fotocatalitica dell’acqua. In questo caso si utilizzanodo NaTaO3 e ossido di nichel come catalizzatori e luce UV. L’idrogeno prodotto con il processo di fotocatalisi può essere impiegato come fonte di energia per alimentare auto con celle a combustibile o per lo stoccaggio dell’energia rinnovabile.

Pubblicato da Anna De Simone il 6 febbraio 2016