Fotokatalizatzaile bat, normalean oxido metaliko bat, materialaren banda-energia debekatuaren energia berdina edo handiagoa duen eguzki-erradiazioaren eraginpean dagoenean, balentzia-bandako elektroiak eroapen-bandara (e-) sustatzen dira, eta balentzia-bandan (h+) hutsune positiboak sortzen dira. Elektroi eta hutsuneek erredukzio eta oxidazio erreakzio erabilgarriak egin ditzakete aplikazio askotan; horietako batzuk oso ezagunak dira, eta beste batzuk ez hainbeste, baina zalantzarik gabe, guztiak gure eguneroko bizitzarekin eta gure etorkizunaren kalitatearekin lotuta.

Fotokatalisiaren aplikazio ugarietako eta ohikoetako bat ingurumen-erremedioan dago; gaur egun posible da eraikin baten kanpoaldean pintura eboluzionatu bat aplikatzea, airearen konposatu toxikoak ezabatzeko. Material fotokatalitiko bat konposatu organiko lurrunkorrak, NOX, SO2 eta baita CO2 ere ezaba ditzakeen pintura-formulazio batean integratu delako. Bestalde, barrualdean erabiltzen den materialak airea garbitu eta usain txarrak ezaba ditzake.

Funtzionamendu-mekanismo bera erabiltzen da lurzoruan dauden konposatu toxikoak ezabatzeko, hala nola pestizidak, ongarriak, klorofenolak; eta industriako eta etxeko efluenteetatik datozen hondakin-uretako kutsatzaileak ezabatzeko; adibidez, tindu organikoak, sendagaiak, gehigarri organikoak, besteak beste.

Ura eta aire garbia dira baliabide garrantzitsuenak gizateriaren iraupena bermatzeko, eta fotokatalisiak aukera ematen du kutsatzaileak ezabatzeko eta ingurumenean duten eragina murrizteko.

Eraikuntzaren eta garraioaren esparruan, nazioarteko enpresak kanpoko leiho eta sekzioetan estrategikoki jarritako estaldura autolinpiatzaileak aplikatzen ari dira, hautsa metatzea saihesteko eta partikulak gainazalen gainean deskonposatzeko, garbi mantentzeko. Estaldura horiek gaur egun etxeetan, eraikinetan, autoetan, tren azkarretan eta hegazkinetan erabiltzen dira. Gainera, estaldurek ere ahoaren aurkako propietateak dituzte, eta horrek ikusmen ezin hobea bermatzen du, betaurrekoak, ispiluak eta abar erabiltzen baitira; eta aireztapen gutxiko lekuetan erabiltzen direnean, adibidez, tuneletan, material fotokatalitikoak hondatu egin ditzake tuneletan kontzentrazio handiagoetan dauden erregaien errekuntzak eragindako kutsatzaileak.

Medikuntzako aplikazioetarako, estaldurak eta soluzio fotokatalitikoak asko merkaturatzen dira, jarduera antibaterikoa, antibirikoa eta antifungikoa dutelako. E. coli eta SARS-CoV-2 birusa inaktibatzeko eraginkorra dela frogatu da. Material aktibo fotokatalitikoa duten aurpegi-maskarak merkaturatu ditu. Gainera, estaldura horien aplikazioa pertsona anitzek etengabe ukitzen dituzten gainazaletara zabaldu da, adibidez, autobusean, eskailera mekanikoetan, ateetan eta abarretan, gaixotasun kutsakorrak zabaltzea saihestuz.

Material fotokatalitikoak erabilgarritasun mediko askotan agertzen dira, adibidez, bakterioen hazkuntza saihesteko arropa kirurgikoan, eta ikerketa batzuek frogatu dute eragin mesedegarria dutela zaurien infekzioetan eta gelak, tresnak eta abar esterilizatzeko. Gainera, fotokatalizatzaile nanopartikulatuak terapia fotodinamikoan erabil daitezke, argiztapenaren ondoren minbizi-zelulak suntsitzeko gai diren espezie erreaktiboak sortzeko.

Fotokatalisiaren erabilera nekazaritzara hedatu da, eta bertan aurkitu da, dosi onargarrietan, fotokatalizatzaile batek hazien ernamuina eta landareen hazkundea bultza ditzakeela, eta hori aurrerapen handia izan liteke munduko populazio handiarentzat elikagaiak ekoizteko, eta zuhaitzen hazkundea airearen kalitate onerako eta ekosistemen oreka naturala berrezartzeko.

Fotokatalisiaren papera energia garbiaren produkzioan

Fotokatalisiak ekosistema osasuntsuagoak sustatzeko eta hainbat sektoretan laguntzeko erakutsi duen eraginkortasunak aurrekari itxaropentsua ezartzen du energia sortzean aplikatzeko. Teknologia aldakor horrek ingurumen-erronkei heltzeko ez ezik, energia-iturri berriztagarrien premia kritikoari aurre egiteko duen ahalmena azpimarratzen du.

Eguzki-argia, ura, CO2 eta material fotokatalitikoa erabiliz soilik sor daitezke hidrogenoa eta karbonoan oinarritutako hainbat erregai, hala nola metanoa, metanola, etanola eta balio erantsiko produktuak, adibidez, formaldehidoa eta azido formikoa. Hori dela eta, prozesu horri fotosintesi artifiziala esaten zaio, landareen fotosintesi naturala emulatzen baitu, eguzki-argia, ura eta CO2 erabiliz karbohidratoak eta oxigenoa sortzen dituena.

Bihurketa-eraginkortasunak mugatuak badira ere, egunetik egunera hazten ari da munduan eguzki-erregaiak ekoizteko eta deskarbonizazioan eta garapen iraunkorrean laguntzeko ikerketan inbertitzen duten enpresen zerrenda.

Egungo mugak eta perspektibak

Gaur egun, energia-aplikazioetarako fotokatalisiaren helburua hidrogenoz eguzki-eraginkortasun handiagoa lortzea da, hidrogenoa eskala praktikoan ekoiztea ahalbidetzeko. Aldi berean, CIC energiGUNEn beste teknologia sendoago batzuk aztertzen ari dira, hala nola elektrolisia eta ura banatzeko ziklo termokimikoak, eskala praktikoan aplikatzeko, blogeko aurreko artikuluetan deskribatu den bezala.

Artikulu honetan sakontzen da nola fotokatalisiak gure eguneroko bizitzari forma ematen dion eta nola gordetzen duen etorkizun jasangarri eta energetikoki eraginkor baterako gakoa, energia garbiaren ekoizpenaren esparruan duen garrantzia azpimarratuz. Espero dugu informazio horrek etorkizun garbi hori ikusten lagunduko duela, eta sektore guztien parte-hartze handiagoa erakarriko duela, garapen iraunkorraren helburuak lortzeko.