Redukcja NOx. Rozwiązania dla globalnego ocieplenia

Bez kategorii

Tlenki azotu NOx to przede wszystkim tlenek azotu, tlenek diazotu oraz dwutlenek azotu, które znacząco wpływają na procesy atmosferyczne. Powstają w wyniku spalania węgla, gazu i olejów. Najwięcej NOx emitują elektrownie i instalacje paleniskowe, ale równie dużym jego źródłem jest ruch zmotoryzowany. Energetyczne spalanie paliw jest źródłem emisji tlenków azotu w około 20%, a transport towarów i ludzi aż w 65%. Wartości graniczne emisji tlenków azotu są uregulowane dla większości pojazdów i muszą odpowiadać coraz bardziej restrykcyjnym normom Dyrektyw Europejskich.


Jak tlenki azotu wpływają na środowisko?

Tlenki azotu mają bardzo negatywny wpływ na środowisko i zdrowie ludzi, dlatego kwestie redukcji NOx należą do priorytetów polityki środowiskowej UE. Tlenki azotu zwiększają zanieczyszczenie powietrza i negatywnie oddziałują na stan roślinności, wód i gleby. Konsekwencją tego stanu rzeczy jest zagrożenie dla zdrowia i życia organizmów żywych. Nadmierna obecność tlenków azotu w atmosferze przyczynia się do powstania efektu smogu fotochemicznego. NOx niszczą chloroplasty w roślinach, zwiększają ryzyko chorób płuc i nowotworów, a także zmniejszają zdolność krwi do przenoszenia tlenu. Ekspozycja na tlenki azotu nasila choroby układu oddechowego i reakcje alergiczne, przyczynia się do rozwoju astmy i osłabia funkcje obronne płuc. To niestety nie wszystko. NOx degradują ekosystemy leśne i zbiorniki wodne, tworząc kwaśne deszcze i szkodliwe związki utleniające oraz niszczą stratosferyczny ozon.

Tlenek azotu to jeden z podstawowych gazów, odpowiadających za globalne ocieplenie. Jego poziom w atmosferze wzrósł w przeciągu ostatnich 100 lat o 20%. Redukcja NOx ze spalin samochodowych przyczynia się do ochrony klimatu na świecie i zmniejsza ryzyko kryzysu fotochemicznego w miastach.


Redukcja NOx w rozwiązaniach nanotechnologicznych

Konieczność podjęcia przez społeczność międzynarodową natychmiastowych działań zapobiegawczych jest kwestią bezdyskusyjną. Naukowcy alarmują, że nie ma już czasu na ignorowanie dramatycznej sytuacji ekologicznej. Zanieczyszczenia tlenkami azotu powodują straty nie tylko zdrowotne, ale także materialne. W trosce o zmniejszenie efektu globalnego ocieplenia rządy wielu krajów wprowadzają rozwiązania, mające na celu między innymi redukcję NOx w atmosferze. Coraz więcej miast europejskich wprowadza przykładowo strefy ekologiczne, do których mogą wjechać tylko samochody spełniające standardy emisji spalin zgodne z normą EURO6. Redukcja emisji tlenków azotu skupia się przede wszystkim na sposobach ograniczania ich powstawania w komorach paleniskowych, zwłaszcza przez optymalizację procesu spalania przez wymianę starych kotłów na nowe. W przypadku sposobów redukcji NOx w ruchu drogowym wykorzystuje się metody wtórne, czyli polegające na oczyszczaniu spalin poza komorą silnika. Na uwagę zasługuje technologia SCR, przekształcająca NOx w nietoksyczny azot i parę wodną.

Dobrą praktyką jest podejmowanie samodzielnych działań i w tym kontekście z pomocą przychodzą osiągnięcia nanotechnologii. Redukcja NOx jest możliwa przez zastosowanie nanopowłok fotokatalitycznych, wykorzystywanych w produkcji katalizatorów. Podstawowym składnikiem warstwy ochronnej powłoki jest dwutlenek tytanu TiO2. Zachodzące na powierzchni powłoki reakcje fotokatalityczne przyczyniają się do utleniania związków organicznych oraz sterylizacji i oczyszczania powietrza z zanieczyszczeń. Fotoaktywność nanopowłoki sprawia, że w wyniku działania światła słonecznego uwalniają się rodniki utleniające i hydroksylowe. Wchodzą one w reakcje z substancjami organicznymi, między innymi skutecznie wiążąc szkodliwe tlenki azotu. Powoduje to rozkład niebezpiecznych tlenków azotu na produkty neutralne dla środowiska.