1. Bộ lọc xúc tác quang hoạt động như thế nào
Bộ lọc quang xúc tác dựa trên phản ứng hóa học được gọi là xúc tác quang học, sử dụng chất xúc tác (thường là titan dioxide, TiO₂) được kích hoạt bằng ánh sáng (thường là tia cực tím hoặc tia UV) để phân hủy các chất ô nhiễm trong không khí. Quá trình này là một hình thức oxy hóa cho phép phân hủy các hợp chất hữu cơ và khí có hại thành các chất đơn giản hơn, không độc hại, chẳng hạn như carbon dioxide (CO₂) và hơi nước (H₂O). Các thành phần chính trong bộ lọc xúc tác quang bao gồm chất xúc tác quang, nguồn sáng và các chất ô nhiễm mà bộ lọc nhắm tới.
Chất quang xúc tác (Titanium Dioxide, TiO₂):
Titanium dioxide là chất xúc tác quang được sử dụng phổ biến nhất trong các hệ thống lọc không khí do đặc tính hấp thụ ánh sáng tuyệt vời, tính ổn định và khả năng phân hủy nhiều loại chất ô nhiễm. Khi titan dioxide tiếp xúc với tia UV, các electron của nó bị kích thích, tạo ra các loại oxy phản ứng (ROS) như gốc hydroxyl (····OH) và anion superoxide (O₂·−). Những phân tử có khả năng phản ứng cao này tấn công các chất gây ô nhiễm hữu cơ trong không khí, phân hủy chúng thành các chất vô hại.
Các chất gây ô nhiễm được nhắm mục tiêu:
Bộ lọc quang xúc tác đặc biệt hiệu quả trong việc nhắm mục tiêu một loạt các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi (VOC), vi khuẩn, vi rút và mùi hôi. Các VOC phổ biến được tìm thấy trong ô tô bao gồm những chất thải ra từ nhựa, vải bọc và các sản phẩm tẩy rửa. Bộ lọc quang xúc tác có thể phá vỡ các VOC này, chuyển chúng thành các chất ít độc hại hơn như carbon dioxide và nước. Ngoài ra, quy trình này có thể vô hiệu hóa vi khuẩn và vi rút bằng cách phá hủy cấu trúc tế bào của chúng, khiến bộ lọc xúc tác quang trở thành lựa chọn phổ biến cho các ứng dụng cần khử trùng và khử trùng không khí.
Quá trình phân hủy chất ô nhiễm:
Sự phân hủy quang xúc tác của các chất ô nhiễm có thể xảy ra theo hai cách:
Oxy hóa trực tiếp: Khi các chất ô nhiễm tiếp xúc trực tiếp với chất xúc tác đã hoạt hóa, chúng sẽ bị oxy hóa bởi các loại oxy phản ứng, phân hủy các phân tử hữu cơ thành carbon dioxide, nước và các phân tử đơn giản khác.
Phản ứng thứ cấp: Đôi khi, các chất ô nhiễm trải qua các phản ứng thứ cấp, trong đó chúng tương tác với các hợp chất khác trong môi trường hoặc chính bề mặt chất xúc tác, dẫn đến các quá trình phân hủy phức tạp hơn.
Kết quả của quá trình này là giảm đáng kể các chất gây ô nhiễm có hại trong không khí, khiến các bộ lọc xúc tác quang đặc biệt hiệu quả trong những môi trường mà chất lượng không khí bị ảnh hưởng bởi các chất ô nhiễm và vi khuẩn.
2. Ưu điểm của việc sử dụng bộ lọc xúc tác quang trên ô tô
Sử dụng bộ lọc xúc tác quang bên trong ô tô có một số lợi ích, đặc biệt là về mặt cải thiện chất lượng không khí bằng cách giảm chất ô nhiễm và nâng cao sự thoải mái tổng thể trong cabin.
Khử mùi
Ô tô thường tích tụ nhiều loại mùi khó chịu do các yếu tố như hút thuốc, đổ thức ăn, sự hiện diện của vật nuôi hoặc khói thải. Các chất làm mát không khí truyền thống che giấu những mùi này nhưng không loại bỏ được các nguồn ô nhiễm cơ bản. Mặt khác, bộ lọc quang xúc tác phá vỡ các phân tử gây ra những mùi này ở cấp độ phân tử. Ví dụ, họ có thể vô hiệu hóa khói thuốc lá bằng cách phân hủy các hóa chất gây ra mùi khó chịu, chẳng hạn như carbon monoxide, amoniac và formaldehyde. Tương tự, chúng có thể phân hủy mùi vật nuôi, mùi thức ăn hoặc mùi mốc do ẩm ướt hoặc nấm mốc. Điều này làm cho môi trường trong cabin trở nên dễ chịu hơn nhiều mà không cần đến hóa chất hay hương thơm nhân tạo.
Loại bỏ các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi (VOC)
VOC là mối quan tâm đáng kể trong ô tô vì nhiều vật liệu thường được sử dụng trong ô tô, chẳng hạn như nhựa, vải bọc và chất làm mát không khí, phát ra các hợp chất này theo thời gian. Một số VOC có hại cho sức khỏe con người, gây đau đầu, chóng mặt và kích ứng đường hô hấp, đồng thời chúng có thể góp phần hình thành tầng ozone trên mặt đất, một thành phần chính của sương mù. Bộ lọc quang xúc tác có thể phân hủy VOC thành các hợp chất đơn giản, vô hại hơn như carbon dioxide và hơi nước. Điều này đặc biệt quan trọng khi tiếp xúc lâu dài, chẳng hạn như trên các phương tiện được sử dụng thường xuyên hoặc trong thời gian dài, vì VOC có thể tích tụ trong không gian hạn chế của cabin.
Tác dụng kháng khuẩn và kháng vi-rút
Bộ lọc quang xúc tác còn có khả năng tiêu diệt vi khuẩn, vi rút và bào tử nấm mốc trong không khí. Phản ứng quang xúc tác tạo ra các loại oxy có khả năng phản ứng cao (ROS), có thể tấn công màng tế bào của vi sinh vật, phá vỡ cấu trúc của chúng và khiến chúng không hoạt động. Điều này làm cho bộ lọc quang xúc tác có hiệu quả trong việc giảm sự hiện diện của mầm bệnh có thể gây bệnh, đặc biệt là trong môi trường không khí được tuần hoàn, chẳng hạn như bên trong ô tô. Lợi ích này đặc biệt quan trọng trong mùa cúm hoặc khi đi cùng trẻ nhỏ, hành khách lớn tuổi hoặc những người có hệ miễn dịch bị suy giảm.
Thân thiện với môi trường
Một trong những lợi ích chính của quá trình lọc xúc tác quang là phương pháp lọc không khí thân thiện với môi trường. Không giống như các bộ lọc truyền thống vốn bẫy các chất ô nhiễm trong vật liệu lọc và cuối cùng cần phải được xử lý, các bộ lọc xúc tác quang phân hủy các chất gây ô nhiễm thành các sản phẩm phụ vô hại. Quá trình này tự duy trì miễn là chất xúc tác quang vẫn hoạt động (với điều kiện là tiếp xúc với ánh sáng liên tục). Không có bộ lọc dùng một lần nào cần được thay thế, khiến cho quá trình lọc xúc tác quang trở thành một lựa chọn bền vững hơn về lâu dài.
Không có dư lượng hóa chất
Bởi vì bộ lọc xúc tác quang không dựa vào hóa chất để làm sạch không khí nên không có dư lượng hóa chất độc hại nào còn sót lại. Điều này đặc biệt quan trọng trong một không gian kín như ô tô, nơi khói hóa chất từ máy làm mát không khí hoặc các sản phẩm tẩy rửa mạnh có thể làm giảm chất lượng không khí. Lọc quang xúc tác sử dụng các quy trình tự nhiên, không độc hại để làm sạch không khí, làm cho nó trở thành một phương pháp lọc không khí an toàn và không xâm lấn.
3. Những cân nhắc dành riêng cho ô tô đối với Bộ lọc xúc tác quang
Khi xem xét bộ lọc xúc tác quang để sử dụng bên trong ô tô, cần lưu ý một số yếu tố cụ thể có thể ảnh hưởng đến hiệu suất và tính thực tế của hệ thống:
Không gian hạn chế trong xe
Ô tô là loại xe nhỏ, không gian hạn chế và máy lọc không khí, bao gồm cả bộ lọc xúc tác quang, cần phải nhỏ gọn và hiệu quả trong việc lưu thông không khí khắp cabin. Kích thước và cách bố trí của máy lọc rất cần thiết để đảm bảo rằng bộ lọc có thể xử lý không khí ở mọi khu vực trong cabin một cách hiệu quả. Một số hệ thống có thể bao gồm quạt tích hợp hoặc tính năng tối ưu hóa luồng không khí để đảm bảo lưu thông không khí thích hợp. Nếu không có sự lưu thông không khí hiệu quả, bộ lọc xúc tác quang có thể không tiếp cận được tất cả các khu vực trong xe, làm giảm hiệu quả tổng thể của nó.
Vấn đề thông gió
Ô tô thường có hệ thống thông gió tự nhiên hạn chế, đặc biệt nếu cửa sổ đóng hoặc nhuộm màu. Không khí trong cabin có thể bị ứ đọng và các chất ô nhiễm có thể tích tụ nhanh chóng nếu hệ thống lọc không khí không lưu thông không khí hiệu quả. Bộ lọc quang xúc tác, khi kết hợp với quạt hoặc hệ thống tuần hoàn không khí thích hợp, có thể giải quyết vấn đề này bằng cách chủ động di chuyển không khí qua bộ lọc và thúc đẩy sự tiếp xúc liên tục giữa các chất ô nhiễm và chất xúc tác được kích hoạt.
Tiếp xúc với tia UV
Nhiều máy lọc không khí quang xúc tác sử dụng đèn UV tích hợp để đảm bảo chất xúc tác vẫn hoạt động ngay cả trong môi trường ánh sáng yếu. Tuy nhiên, bức xạ tia cực tím có thể gây hại nếu không được che chắn đúng cách, đặc biệt là trong những không gian chật hẹp như ô tô. Điều quan trọng là phải chọn một hệ thống an toàn, được thiết kế tốt có chứa tia UV trong bộ lọc, ngăn ngừa sự tiếp xúc của hành khách.
