Czy w miastach powstaną betonowe nawierzchnie oczyszczające powietrze?

Dzięki nowoczesnym technologiom beton wkrótce może mieć właściwości… oczyszczania powietrza. Jestto możliwe wskutek użycia w produkcji nanometrycznego dwutlenku tytanu utleniającego szkodliwe tlenki azotu zawarte w spalinach. Taki cement może być stosowny m.in. w kostce brukowej, dachówkach czy panelach elewacyjnych.

Według raportu WHO spośród pięćdziesięciu miast Unii Europejskiej z najbardziej zanieczyszczonym powietrzem aż trzydzieści trzy znajdują się w Polsce. Europejska Agencja Środowiska wskazuje zaś, że tylko w latach 2013–2016 w wyniku podwyższonego stężenia NO2 przedwcześnie zmarło w Polsce 1,7 tys. osób. Zanieczyszczone powietrze dostaje się również do wnętrza domów i mieszkań. To wszystko sprawia, że zdecydowana większość mieszkańców, zwłaszcza w miastach, inwestuje w urządzenia do oczyszczania powietrza czy gadżety chroniące przed zanieczyszczeniami.

Coraz częściej funkcję walki z zanieczyszczeniami pełni infrastruktura – np. pochłaniające smog chodniki czy elewacje. Jest to możliwe dzięki rewolucyjnej technologii z wykorzystaniem ditlenku tytanu TiO2.

– Cement zmieszany z ditlenkem tytanu ma możliwość oczyszczania powietrza, oczyszczania ze związków azotu, które są bardzo niebezpieczne dla naszego zdrowia. A przy naszych problemach ze smogiem to zostało dostrzeżone – podkreśla w rozmowie z agencją informacyjną Newseria Innowacje prof. dr hab. inż. Jan Deja z Akademii Górniczo-Hutniczej w Krakowie.

Opracowanie „Fotakatalityczne właściwości betonu zawierającego cement TioCem” przygotowane przez Marcina Sokołowskiego i Zbigniewa Giergicznego wskazuje, że nanokrystaliczny ditlenek tytanu TiO2 pod wpływem promieniowania UV, ulega aktywacji. W dalszej fazie na powierzchni betonu zawierającego TiO2 tworzą się rodniki wodorotlenowe oraz jony tlenowe, które mają silne właściwości utleniające. W efekcie naturalny proces utleniania jest znacznie szybszy, a przy tym szybciej rozpadają się szkodliwe związki, które znajdują się w powietrzu i zanieczyszczają powierzchnię betonu.

TiO2 redukuje szkodliwe tlenki azotu NOx, obecne w spalinach emitowanych przez silniki pojazdów. Na koniec procesu na powierzchni betonu tworzy się kwas azotowy, a następnie sole neutralizowane i spłukiwane przez deszcz. Z jednej strony, dzięki takiemu rozwiązaniu czystsze staje się powietrze, ale też cement dłużej zachowuje czystość.

– Mamy już w Warszawie przykłady zastosowania betonu z dodatkiem TiO2, czyli tlenku, który pochłania NOx-y. Nastawienie inwestorów na przyjazne środowisku rozwiązania techniczne i architektoniczne będą powodowały, że tych surowców czy też materiałów będzie stosowanych coraz więcej. Jest to rzeczywiście dobry przykład zastosowania materiału, betonu, który potrafi redukować emisję NOx-ów – przekonuje Ernest Jelito, prezes i dyrektor generalny Górażdże Cement.

Pojawiają się już pierwsze rozwiązania w infrastrukturze miejskiej betonu z dodatkiem TiO2. W Warszawie już od 2018 roku przy Rondzie Daszyńskiego powstał pierwszy antysmogowy chodnik. Badania wykazały, że na terenie w pobliżu chodnika jest o ok. 30 proc. mniej tlenku azotu niż w innych miastach. W warunkach laboratoryjnych redukcja NOx sięga nawet 70 proc. Kolejne antysmogowe chodniki mają się pojawić w stolicy jeszcze w tym roku (fragmenty al. Lotników, al. Wojska Polskiego, al. Solidarności, ul. Zawodzie oraz ciągu ulic Czecha i Sejmikowa).

Także w województwie podkarpackim powstał ekologiczny chodnik, gdzie kostka brukowa została wyprodukowana z cementu zawierającego ditlenek tytanu. W Krakowie powstał zaś budynek, którego elewację pokryto płytami z betonu architektonicznego na bazie cementu fotokatalitycznego. Z wykorzystaniem tej technologii produkowane są też dachówki. Może się też sprawdzić przy ekranach dźwiękoszczelnych.

– Cieszy mnie, że ten efekt fotokatalityczny, związany z obecnością TiO2 w wierzchniej warstwie betonu, został dostrzeżony. Świadomość społeczna wzrosła na tyle, że ludzie zaczynają dostrzegać te pozytywne efekty związane z betonem – zaznacza prof. Jan Deja.

Według analityków Grand View Research do 2025 r. globalny rynek rozwiązań opartych na ditlenku tytanu ma osiągnąć wartość ponad 28 mld dol.