Een nieuw type buitenfilter dat de luchtvervuiling in de stad zou kunnen verminderen en dat volgens de planning op de Olympische Spelen van 2024 in Parijs zal debuteren, heeft de Horizon-prijs van € 3 miljoen ontvangen voor materialen voor schone lucht.

De prijs, die op 30 oktober werd aangekondigd op de Innovative Industries for Smart Growth-conferentie in Wenen, Oostenrijk, werd in 2015 door de Europese Unie gelanceerd om de meest betaalbare, duurzame en innovatieve oplossing om de concentratie van fijnstof in stedelijke gebieden te verminderen.

Jean Jacques Theron, materiaaldirecteur bij het Corning European Technology Center, Frankrijk, die de prijs won voor het aanpassen van de bestaande technologie van het bedrijf voor gebruik in de open lucht, zei dat hij werd geïnspireerd door collega's die in het Chinese laboratorium van het bedrijf werken.

"Het is heel goed bekend dat de fijnstofvervuiling in Chinese stedelijke gebieden soms behoorlijk hoog kan zijn. " zei hij. "Er zijn sommige plaatsen waar je niet eens 10 meter voor je uit kunt kijken. In Europa schijnt het niet zo erg te zijn, maar als je in de gegevens begint te graven - vooral (als je kijkt naar) fijne en ultrafijne deeltjes, sommige zijn niet eens zichtbaar, maar ze hebben een nadelig effect op de gezondheid."

Volgens de Wereldgezondheidsorganisatie, luchtverontreiniging vormt momenteel het grootste milieurisico voor de menselijke gezondheid.

"Feit is dat er lokaal behoorlijk hoge niveaus zijn geregistreerd in Europa, wat betekent dat er behoefte is om de lucht te zuiveren, ' zei Theron.

Om het probleem aan te pakken, Het team van Theron besloot een filter aan te passen dat is ontworpen om voertuigemissies op te vangen, zodat het de lucht van deeltjes zou kunnen zuiveren. In lijn met de prijscriteria, ze moesten ervoor zorgen dat het duurzaam was, verenigbaar met het milieu en betaalbaar.

"We hebben het filterconcept aangepast en ontwikkeld dat oorspronkelijk bij Corning was uitgevonden voor mobiele emissies. De grootste uitdaging hier, en een van de redenen waarom we het niet gewoon buiten konden plakken, is de grote diversiteit aan deeltjes voor buitentoepassingen:stof, vliegas, rook, spuitbussen, dampen, nevel en condenserende dampen - versus die van mobiele emissies - roetdeeltjes van emissies van interne verbrandingsmotoren, ' zei Theron.

Honingraat

De sleutel tot het filter is het honingraatontwerp en de keramische materialen. Als lucht door de structuur gaat, fijnstof plakt aan de muren, waardoor schone lucht kan worden verdreven.

"De honingraatstructuur is afgestemd op het verkrijgen van een zeer groot filteroppervlak op een zeer kleine ruimte, "zei Theron. "En de keramiek is belangrijk, ten eerste omdat we de mogelijkheid hebben om ze te manipuleren tot honingraatstructuren en ten tweede omdat het keramiek poreus is, waardoor het de fijnere deeltjes kan opvangen."

Het materiaal dat het filter vormt, heet cordieriet - het is gemaakt van een mengsel van klei, aluminiumoxide, talk en silica. "Dit zijn volledig natuurlijke anorganische materialen, " zei Theron. Cordieriet heeft een hoog smeltpunt, waardoor het zeer duurzaam is.

De combinatie van materiaal en design leidt tot een zeer effectief filtersysteem. Het ontwerp van het definitieve systeem is nog in de afrondende fase, maar een unit op ware grootte kan ongeveer 10 meter hoog zijn en elke dag 3,6 miljoen kubieke meter gezuiverde lucht leveren.

De onderzoekers zullen een deel van hun prijzengeld gebruiken om uit te rekenen hoeveel eenheden er nodig zijn om schone lucht in een bepaald gebied te garanderen, en de stations zullen worden ontworpen om zich aan te passen aan verschillende vervuilingsniveaus, zodat de sterkte van het filtratieproces kan worden aangepast.

In samenwerking met het team in China, Theron's laboratorium plaatste prototype filterstations in Shanghai, China en ten noorden van Parijs, Frankrijk, en bewaakten hun prestaties. Ze ontdekten dat het hielp om het deeltjesniveau kleiner dan 2,5 micron onder de drempel van de Wereldgezondheidsorganisatie voor schone lucht van 10 microgram per kubieke meter te houden.

De stations verzamelen ook dagelijks luchtverontreinigingsgegevens, het verstrekken van een hoogwaardige dataset waarmee de wetenschappers de vervuilingsniveaus in de loop van de tijd kunnen volgen en waar nodig aanpassingen kunnen maken aan de filtratiesterkteniveaus.

De technologie bevindt zich nog in de prototypefase, maar het geld van de Horizon-prijs gaat naar het op de markt brengen, hopelijk op tijd voor de Olympische Spelen van 2024 in Parijs. Theron voorziet dat de filters officieel gelanceerd zullen worden op de Olympische Spelen, en de stations zouden in het Olympisch Dorp kunnen worden geplaatst, met als doel de atleten te voorzien van een bron van hoogwaardige gezuiverde lucht.