1. Come funzionano i filtri fotocatalitici
Filtri fotocatalitici si basano su una reazione chimica nota come fotocatalisi, che utilizza un catalizzatore (tipicamente biossido di titanio, TiO₂) che viene attivato dalla luce (solitamente ultravioletta o luce UV) per abbattere gli inquinanti presenti nell'aria. Questo processo è una forma di ossidazione che consente la decomposizione di composti organici e gas dannosi in sostanze più semplici e non tossiche, come anidride carbonica (CO₂) e vapore acqueo (H₂O). I componenti chiave di un filtro fotocatalitico includono il fotocatalizzatore, la sorgente luminosa e gli inquinanti presi di mira dal filtro.
Fotocatalizzatore (biossido di titanio, TiO₂):
Il biossido di titanio è il fotocatalizzatore più comunemente utilizzato nei sistemi di purificazione dell'aria grazie alle sue eccellenti proprietà di assorbimento della luce, stabilità e capacità di abbattere un'ampia gamma di inquinanti. Quando il biossido di titanio viene esposto alla luce UV, i suoi elettroni si eccitano, generando specie reattive dell'ossigeno (ROS) come radicali idrossilici (•OH) e anioni superossido (O₂•−). Queste molecole altamente reattive attaccano i contaminanti organici presenti nell'aria, scomponendoli in sostanze innocue.
Inquinanti presi di mira:
I filtri fotocatalitici sono particolarmente efficaci nel colpire una gamma di composti organici volatili (COV), batteri, virus e odori. I COV più comuni presenti nelle automobili includono quelli emessi dalla plastica, dalla tappezzeria e dai prodotti per la pulizia. I filtri fotocatalitici possono abbattere questi COV, convertendoli in sostanze meno nocive come anidride carbonica e acqua. Inoltre, il processo può neutralizzare batteri e virus distruggendo la loro struttura cellulare, rendendo i filtri fotocatalitici una scelta popolare per applicazioni che richiedono sterilizzazione e disinfezione dell’aria.
Processo di decomposizione degli inquinanti:
La degradazione fotocatalitica degli inquinanti può avvenire in due modi:
Ossidazione diretta: quando gli inquinanti entrano in contatto diretto con il catalizzatore attivato, vengono ossidati dalle specie reattive dell'ossigeno, che decompongono le molecole organiche in anidride carbonica, acqua e altre molecole più semplici.
Reazioni secondarie: a volte gli inquinanti subiscono reazioni secondarie, in cui interagiscono con altri composti nell'ambiente o con la superficie stessa del catalizzatore, portando a processi di decomposizione più complessi.
Il risultato di questo processo è una significativa riduzione dei contaminanti nocivi presenti nell’aria, rendendo i filtri fotocatalitici particolarmente efficaci negli ambienti in cui la qualità dell’aria è compromessa da agenti inquinanti e microbi.
2. Vantaggi dell'utilizzo dei filtri fotocatalitici in un'auto
L'utilizzo di filtri fotocatalitici all'interno di un'auto presenta numerosi vantaggi, in particolare in termini di miglioramento della qualità dell'aria riducendo gli inquinanti e migliorando il comfort generale dell'abitacolo.
Rimozione degli odori
Le automobili spesso accumulano una serie di odori sgradevoli dovuti a fattori quali fumo, fuoriuscite di cibo, presenza di animali domestici o gas di scarico. I deodoranti per ambienti tradizionali mascherano questi odori ma non eliminano le fonti di contaminazione sottostanti. I filtri fotocatalitici, invece, abbattono le molecole che causano questi odori a livello molecolare. Ad esempio, possono neutralizzare il fumo di sigaretta decomponendo le sostanze chimiche che gli danno un cattivo odore, come monossido di carbonio, ammoniaca e formaldeide. Allo stesso modo, possono abbattere gli odori degli animali domestici, gli odori del cibo o la muffa causata da umidità o muffa. Ciò rende l'ambiente della cabina molto più piacevole senza la necessità di prodotti chimici o fragranze artificiali.
Rimozione dei Composti Organici Volatili (COV)
I COV rappresentano una preoccupazione significativa nelle automobili perché molti materiali comunemente utilizzati nei veicoli, come plastica, tappezzeria e deodoranti per ambienti, emettono questi composti nel tempo. Alcuni COV sono dannosi per la salute umana, causano mal di testa, vertigini e irritazione respiratoria e possono contribuire alla formazione di ozono troposferico, un componente chiave dello smog. I filtri fotocatalitici possono scomporre i COV in composti più semplici e innocui come l’anidride carbonica e il vapore acqueo. Ciò è particolarmente importante per l'esposizione a lungo termine, come nei veicoli utilizzati regolarmente o per lunghi periodi, poiché i COV possono accumularsi nello spazio ristretto dell'abitacolo.
Effetti antibatterici e antivirali
I filtri fotocatalitici hanno anche la capacità di uccidere batteri, virus e spore di muffa presenti nell’aria. La reazione fotocatalitica crea specie di ossigeno altamente reattive (ROS), che possono attaccare le membrane cellulari dei microrganismi, distruggendone la struttura e rendendoli inattivi. Ciò rende i filtri fotocatalitici efficaci nel ridurre la presenza di agenti patogeni che potrebbero causare malattie, in particolare negli ambienti in cui viene ricircolata l’aria, come all’interno di un’auto. Questo vantaggio è particolarmente importante durante la stagione influenzale o quando si viaggia con bambini piccoli, passeggeri anziani o persone con un sistema immunitario compromesso.
Rispettoso dell'ambiente
Uno dei principali vantaggi della filtrazione fotocatalitica è che si tratta di un metodo di purificazione dell'aria rispettoso dell'ambiente. A differenza dei filtri tradizionali, che intrappolano gli inquinanti nel materiale filtrante e alla fine devono essere smaltiti, i filtri fotocatalitici scompongono i contaminanti in sottoprodotti innocui. Questo processo è autosufficiente finché il fotocatalizzatore rimane attivo (a condizione che vi sia un'esposizione continua alla luce). Non ci sono filtri usa e getta che necessitano di essere sostituiti, rendendo la filtrazione fotocatalitica un’opzione più sostenibile a lungo termine.
Nessun residuo chimico
Poiché i filtri fotocatalitici non si affidano a sostanze chimiche per purificare l'aria, non rimangono residui chimici dannosi. Ciò è particolarmente importante in uno spazio chiuso come un’auto, dove i fumi chimici dei deodoranti per ambienti o dei prodotti per la pulizia aggressivi possono compromettere ulteriormente la qualità dell’aria. La filtrazione fotocatalitica utilizza processi naturali e non tossici per purificare l'aria, rendendolo un metodo di purificazione dell'aria sicuro e non invasivo.
3. Considerazioni specifiche per l'auto sui filtri fotocatalitici
Quando si considera un filtro fotocatalitico da utilizzare all'interno di un'auto, ci sono diversi fattori specifici da tenere presente che possono influenzare le prestazioni e la praticità del sistema:
Spazio limitato in macchina
Le automobili sono spazi piccoli e ristretti e i purificatori d’aria, compresi i filtri fotocatalitici, devono essere compatti ed efficienti nel far circolare l’aria in tutto l’abitacolo. Le dimensioni e la disposizione del purificatore sono essenziali per garantire che il filtro possa trattare efficacemente l'aria in tutte le aree della cabina. Alcuni sistemi possono includere ventole integrate o funzionalità di ottimizzazione del flusso d'aria per garantire una corretta circolazione dell'aria. Senza un'efficace circolazione dell'aria, il filtro fotocatalitico potrebbe non raggiungere tutte le zone dell'auto, riducendone l'efficacia complessiva.
Problemi di ventilazione
Le automobili spesso hanno una ventilazione naturale limitata, soprattutto se i finestrini sono chiusi o oscurati. L’aria dell’abitacolo può diventare stagnante e le sostanze inquinanti possono accumularsi rapidamente se il sistema di purificazione dell’aria non fa circolare l’aria in modo efficace. I filtri fotocatalitici, se abbinati a un ventilatore appropriato o a un sistema di circolazione dell'aria, possono risolvere questo problema spostando attivamente l'aria attraverso il filtro e promuovendo il contatto continuo tra gli inquinanti e il catalizzatore attivato.
Esposizione alla luce UV
Molti purificatori d'aria fotocatalitici utilizzano lampade UV integrate per garantire che il catalizzatore rimanga attivo anche in ambienti scarsamente illuminati. Tuttavia, le radiazioni UV possono essere dannose se non adeguatamente schermate, soprattutto in spazi ristretti come un’auto. È importante selezionare un sistema sicuro e ben progettato che contenga la luce UV all'interno del filtro, prevenendo l'esposizione dei passeggeri.
