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la nueva generación de la tecnología de oxidación foto-catalítica

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Academic year: 2021

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la nueva generación de la tecnología de

oxidación foto-catalítica

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Funcionamiento y mejora de nuestra tecnología

Biokker®es un sistema de purificación de aire interior, que se emplea para eliminar todo

compuesto y partícula orgánica, viva o inerte, que se encuentre disuelta en el aire de un recinto interior de un edificio.

El sistema de purificación empleado por Biokker® está fundamentado en un avanzado

proceso de fotocatálisis oxidativa encuadrado en las llamadas AOTs (Advanced Oxidation Technologies) con capacidad para eliminar contaminantes en la fase gaseosa mediante energía UV o energía solar. En Biokker® toda la actividad tiene lugar en la cámara de

reacción que se encuentra precintada en el interior del equipo.

Hemos logrado así una mayor eficiencia de eliminación de contaminantes mediante la incorporación del Zr debido a un notable incremento en el área de la superficie con respecto a la superficie previa del TiO2. El ZrO2en combinación con el TiO2 no sólo es

altamente fotoactivo, es estable bajo la irradiación UV, presenta una toxicidad muy reducida y su implementación sigue siendo asequible desde un punto de vista comercial. Una vez logrado nuestro objetivo, hemos creado un nuevo aparato y lo hemos llamado Biokker, la nueva generación de la oxidación foto-catalítica.

El sistema utiliza actualmente dos semiconductores como catalizadores (UV/TiO2-ZrO2) que emplea fotones en el rango UV del espectro solar como fuente de energía generando radicales libres que actúan oxidando los compuestos orgánicos y desinfectando el aire. Existe una constante búsqueda con el fin

de aumentar la actividad fotocatalítica del material nanométrico TiO2, a través de la

manipulación de metales de transición para modificar la energía de intervalo de banda. Por este motivo, la tecnología utilizada en nuestros dispositivos ha sido mejorada en gran medida a través de la

incorporación de un segundo

semiconductor con un mayor ancho de banda para obtener una más amplia actividad fotocatalítica: el óxido de zirconio (ZrO2).

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Cuando el foto-catalizador de dióxido de titanio y zirconia (TiO2/ZrO2) absorbe la luz ultravioleta (UV) procedente de las lámparas se produce la ausencia de un electrón en las bandas de valencia también llamado par electrón-hueco, el electrón hueco contribuye al paso de corriente eléctrica en los semiconductores.

Los electrones de las bandas de valencia del dióxido de titanio y de zirconia se excitan si incide un rayo de luz UV de longitud de onda adecuada. La energía asociada a la luz hace ascender los electrones hasta la banda de conducción de ambos dióxidos, creando pares huecos positivos y electrones negativos en el catalizador. Esta etapa de la acción del foto-catalizador se denomina “estado de foto-excitación” del semiconductor.

El hueco positivo del dióxido de titanio y zirconia forma gas hidrógeno y radicales hidroxilo.

El electrón-negativo reacciona con la molécula de oxígeno para formar anión superóxido. Este ciclo continúa indefinidamente mientras haya luz disponible.

Las moléculas orgánicas se acoplan de la misma forma con los sitios activos del catalizador (hueco positivo y electrón negativo) y con los radicales libres generados en la superficie de los dióxidos de titanio y zirconia. El resultado es una compleja serie de reacciones en cascada cuyos productos finales son CO2y H2O en cantidades traza.

El mecanismo de acción del catalizador interno del sistema Biokker® está diseñado para

eliminar cualquier compuesto orgánico disuelto en el aire que atraviesa la cámara de fotocatálisis: desde compuestos orgánicos volátiles (COVs), hasta células procariotas provistas de paredes celulares alcanzando así a todos de microorganismos presentes en el aire: virus, mohos y levaduras, bacterias, hongos y sus productos (micotoxinas, alérgenos…). Además esta tecnología encuentra otra aplicación importante en la eliminación de compuestos tóxicos causantes de malos olores que generalmente

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El aire expulsado del catalizador no contiene materia orgánica. El flujo de aire que pasa por elcatalizador está calculado para que el rendimiento del catalizador sea superior a un 99.99 %, interviniendo tanto la composición de la matriz de TiO2/ZrO2cómo la colocación de los soportes, de origen cristalino, cuyo diseño desemboca en un máximo rendimiento. Dada la naturaleza del proceso de fotocatálisis, conviene recordar que éste no daña las células bacterianas, sino que las descompone por completo hasta llegar a CO2 y H2O,

destruyendo también el material genético (ARN ó ADN).

El aire que deseamos tratar en un recinto cerrado es forzado a pasar a través del fotocatalizador del Biokker®, donde es foto-oxidado completamente hasta CO

2H2O.

Bacteria

Virus

LUZ-UV

ADN/ARN

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Este hecho confiere al catalizador una vida indefinida, inagotable, convirtiéndolo en un elemento auto-limpiable que no requiere ni recambio ni mantenimiento. El TiO2/ZrO2 no se deteriora, demostrando un efecto antimicrobiano prolongado.

Biokker® trabaja en continuo las 24 horas del día, no genera subproductos nocivos, no

genera ozono, y actúa durante el desarrollo de cualquier actividad.

Promoción del electrón a la banda de conducción

TiO2/ZrO2 + hu → e-bc +

Reacciones a nivel de huecos electrónicos

h+

bv+ H2O → OH·+ H+

h+

bv+ OH- → OH·

Reacciones de los electrones de la banda de conducción

O2+ e–

bc → O2· –

Principales ventajas de la fotocatálisis descritas en la información técnica:

• Gran mejora de la calidad del aire interior • Eficiencia energética

• Sin producción de ozono • La activación es fotónica • Considerada tecnología verde

• Sin subproductos nocivos o emisiones • Requiere un solo mantenimiento anual • Elimina el contaminante, no lo modifica

• Fácilmente adaptable a condiciones operativas variables • Funciona a temperatura ambiente y presión atmosférica

• No es un filtro, no recoge ni almacena patógenos o alérgenos, los elimina

• Los únicos productos químicos necesarios son TiO2y ZrO2y el O2presente en el aire • No necesita conductos especiales y se puede combinar con otros tratamientos de aire

Referencias

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