Slechte luchtkwaliteit in gebouwen zorgt voor uiteenlopende gezondheidsklachten. Een foto­katalytische reactor in het ventilatiesysteem kan wellicht de lucht klaren.

Op de kwaliteit van de lucht in gebouwen is heel wat af te dingen. Onzuivere binnenlucht kan leiden tot gezondheidsklachten, het zogeheten sick building syndrome. Dit speelt vooral in gebouwen met luchtcirculatiesystemen voor verwarming, ventilatie en verkoeling. Onderzoekers uit de groep van Siegfried Denys van de Universiteit Antwerpen zien in die systemen echter ook een ideale mogelijkheid om hun buisvormige fotokatalytische reactor te installeren die verontreinigingen in de langskomende lucht meteen afbreekt.

De belangrijkste groep verontreinigingen in de binnenlucht zijn vluchtige organische stoffen, ofwel voc’s, afkomstig uit onder meer bouwmaterialen, vloerbedekking, verf en meubilair. Daarnaast is de mens zelf ook een belangrijke luchtvervuiler. Volgens een recent onderzoek van de Amerikaanse Purdue University zorgen mensen zelfs voor het grootste deel van deze vluchtige verbindingen. Bronnen zijn vooral verzorgingsproducten en kleding.

Nieuwe reactor

Door toenemende luchtdichting in gebouwen hopen alle verontreinigingen zich op, met hoofdpijn, misselijkheid en oogirritatie als veelvoorkomende gevolgen. Om de lucht tijdens het ventileren meteen te zuiveren, hebben de Antwerpse onderzoekers een nieuwe reactor ontwikkeld. Promovendus Jelle Roegiers legt uit hoe die werkt. ‘Onze reactor is een buis, waarin het katalytisch oppervlak bestaat uit een groot aantal kleine glazen buisjes die zijn bedekt met een titaniumdioxide coating. Door hier uv-a-licht op te laten schijnen, ontstaan hydroxylradicalen en superoxide-anionen die de geadsorbeerde voc’s omzetten in water en koolstofdioxide.’ De reactor kun je in bestaande ventilatiesystemen installeren, aldus Roegiers. ‘Je vervangt gewoon een stuk buis door de reactor.’

Opschalen

De combinatie van interne ventilatie en fotokatalytische oxidatie wordt breed gezien als veelbelovend. Het vernieuwende aspect van de Antwerpse aanpak zit in de schaal waarop de onderzoekers werken. ‘Het onderzoek naar fotokatalyse gebeurt voornamelijk op labschaal. Over opschalen is nauwelijks iets bekend’, vertelt Roegiers. ‘Wij richten ons juist op die opschaling en zijn daarmee behoorlijk uniek. We onderzoeken de reactiekinetiek in de reactoren en gebruiken die om modellen te maken waarmee we de benodigde configuratie in nieuwe, grotere reactoren kunnen voorspellen.’

Volgens Roegiers zitten er nog wel wat mogelijke knelpunten in het opschalen. ‘Denk aan de hoeveelheid uv-lampen die je nodig hebt. Hoe schaalt een groter oppervlak met het aantal lampen? Of wat is de invloed van de omvang van de reactor op de stromingssnelheid van de lucht door het ventilatiesysteem? We hebben modellen nodig om die aspecten te kunnen voorspellen.’

De eerste tests met de reactor op realistische schaal laten zien dat onder meer acetaldehyde, veelgebruikt als model-voc, snel wordt afgebroken. Grotere en meer complexe verbindingen zoals aromaten hebben echter meer tijd nodig voor volledige afbraak. ‘Dat vraagt nog aandacht’, zegt Roegiers. ‘In sommige gevallen zijn de bijproducten namelijk nog schadelijker dan het oorspronkelijke molecuul.’

Maar de lucht in echte gebouwen is natuurlijk niet te imiteren met modelverbindingen. Hoe presteert de reactor dan? Dat moet nog blijken. Roegiers: ‘Tests in een realistische omgeving zijn nog niet gedaan, maar die zitten wel in de planning.’