Matériaux photocatalytiques ou décontaminants

La recherche de solutions pour réduire la pollution a conduit au développement de matériaux photocatalytiques dont la valeur ajoutée est de purifier l’air des particules nocives pour la santé et l’environnement.

Qu’est-ce qu’un matériau photocatalytique ?

Les matériaux photocatalytiques sont également connus sous le nom de matériaux décontaminants. Il s’agit de tous les matériaux qui contiennent un catalyseur ou un accélérateur permettant à la photocatalyse de se produire.

Comme nous l’avons expliqué dans un article précédent, la photocatalyse est une réaction chimique qui permet de décomposer les substances présentes dans l’environnement en éléments plus simples et d’éliminer les polluants de l’environnement.

Cette réaction chimique est produite sous l’effet de la lumière du soleil ou d’une source de rayonnement ultraviolet qui, au contact du photocatalyseur, accélère la décomposition des substances présentes dans l’air en éléments plus simples et réduit ainsi leur dangerosité.

Composition des matériaux photocatalytiques

Quel que soit le type de matériau photocatalytique, ils ont tous un élément commun dans leur composition, le photocatalyseur. Pour que ces matériaux puissent purifier l’air des substances nocives, ils doivent contenir cet accélérateur, qui agit sous l’effet de la lumière ou du rayonnement.

Ce photocatalyseur est chargé d’accélérer le processus de « photosynthèse artificielle » par lequel les composés présents dans l’air sont oxydés et réduits, donnant naissance à des substances chimiques plus simples et moins polluantes. Il s’agit notamment de l’eau et du CO2.

Le photocatalyseur le plus couramment utilisé pour générer des matériaux photocatalytiques est le dioxyde de titane (TIO2), qui est mélangé ou ajouté au matériau pour obtenir les propriétés de décontamination.

Le dioxyde de titane est un composé chimique que l’on trouve facilement dans la nature et qui n’est pas nocif pour la santé.

La photocatalyse est capable d’éliminer les substances nocives et les polluants de l’air. Principalement : NOx (oxyde d’azote), SOx (oxyde de soufre), COV (composés organiques volatils), PM 2,5, PM 10, CO (monoxyde de carbone), méthylmercaptan, formaldéhyde, composés organiques chlorés et composés polyaromatiques.

Divers matériaux photocatalytiques pour l’industrie du bâtiment

Il existe une grande variété de matériaux photocatalytiques. Nombre d’entre eux sont utilisés dans la construction, l’industrie, les soins de santé, le recyclage… Certains d’entre eux sont énumérés ci-dessous.

Décontamination des chaussées

De nombreuses entreprises fabriquent des revêtements de sol avec du dioxyde de titane intégré dans leur composition.

Les revêtements de sol intérieurs et extérieurs contenant ce photocatalyseur sont capables de purifier l’air ambiant et l’air de surface par eux-mêmes et avec l’aide d’une source de lumière UV.

En générant le processus photocatalytique, le revêtement de sol permet de nettoyer les polluants atmosphériques et de réduire la pollution. Il en résulte des maisons et des bâtiments plus propres et plus respectueux de l’environnement.

Il existe une grande variété de revêtements photocatalytiques, comme l’indique le livre blanc produit par l’association ibérique de photocatalyse. Parmi les plus utilisés, on peut citer les suivants :

• Chaussées photocatalytiques percolées.
• Celles traitées avec des émulsions photocatalytiques.
• Revêtements photocatalytiques à base de peintures.
• Dalles ou pavés hydrauliques photocatalytiques préfabriqués.
• Carreaux céramiques photocatalytiques préfabriqués

Peintures photocatalytiques

Les peintures photocatalytiques sont l’un des matériaux les plus utilisés pour garantir que toute surface ou élément a la capacité de décontaminer l’environnement. Elles sont très faciles à appliquer sur n’importe quel élément : sols, façades, mobilier, structures.

Il existe différents types de ces peintures, avec des capacités et des valeurs ajoutées différentes.

Peintures minérales à base de silicate

Ces types de matériaux photocatalytiques présentent trois avantages majeurs : ils sont décontaminants, ils sont autonettoyants et ils sèchent très rapidement.

Peintures minérales à base de chaux

Ces types de peintures peuvent inclure d’autres matériaux et particules qui améliorent et augmentent leur fonctionnalité. En plus de décontaminer l’environnement, les peintures minérales photocatalytiques à base de chaux ont des propriétés antibactériennes et éliminent et préviennent l’apparition de moisissures.

Intérieur

Pour peindre et colorer efficacement et avec de bons résultats, il existe des peintures d’intérieur composées de pigments et de photocatalyseurs qui garantissent un séchage et une décontamination rapides, des capacités antibactériennes et autonettoyantes. Grâce à la présence de sources de rayonnement artificiel.

Ces peintures ne nécessitent pas d’apprêt ni de fixateur et peuvent être appliquées sur des peintures acryliques conventionnelles, comme le décrivent les publications des experts en photocatalyse.

Enveloppes et revêtements de façade

De plus en plus de nouveaux bâtiments optent pour des matériaux d’enveloppe et des revêtements de façade ayant une capacité de décontamination. Tout cela sans sacrifier l’esthétique et la qualité des finitions.

Revêtement de façade avec des céramiques photocatalytiques

Parmi les plus utilisés, comme le souligne le livre blanc, figurent les revêtements de façade en céramique photocatalytique. Il s’agit de plaques céramiques contenant du dioxyde de titane qui, en recevant de la lumière ultraviolette, produisent une réaction chimique, éliminant les polluants et les substances nocives comme l’acide nitrique, qui est l’une des causes des pluies acides.

Étanchéité des toits

Dans le chapitre sur les enveloppes et les revêtements des bâtiments et des structures, nous trouvons d’autres matériaux ayant une capacité photocatalytique. L’un des plus utilisés actuellement sont les toits imperméables qui combinent leur capacité à prévenir la détérioration des terrasses, des toits, etc., tout en imperméabilisant les habitations et en purifiant l’air.

Revêtement en panneaux d’acier vitrifié

Ce type d’enveloppe de bâtiment combine les avantages de la solidité, de la durabilité et de la consistance de l’acier avec les effets décontaminants du photocatalyseur.

Cela signifie, comme le souligne l’Association ibérique de photocatalyse, qu’ils ont de grandes fonctionnalités. Parmi celles-ci, citons l’architecture des revêtements extérieurs, les peintures murales intérieures, les façades, les revêtements de tunnels, les cliniques, les salles d’opération ou les stations de transport public, entre autres.

Matériaux photocatalytiques à usages multiples

En explorant des utilisations autres que la construction, nous trouvons également une grande variété de matériaux photocatalytiques.

Les industries et les fabricants de divers secteurs commencent à explorer de nouveaux produits qui parviennent à décontaminer et à purifier les environnements et les surfaces. Par exemple, les industries du textile et de l’ameublement ont commencé à investir dans le lancement de ce type de technologie à valeur ajoutée.

Un avenir prometteur et durable

Les recherches en cours dans le domaine de la photocatalyse laissent penser que de nouveaux matériaux dotés de cette capacité seront mis au point dans un avenir relativement proche.

Principales applications des matériaux photocatalytiques

Jusqu’à présent, nous nous sommes concentrés sur la capacité des matériaux photocatalytiques à décontaminer l’environnement. Cependant, il existe de nombreux autres avantages à opter pour ce type de composés. Examinons-en quelques-uns.

Traitement de l’eau

La photocatalyse ne se contente pas de purifier l’air en éliminant les polluants de l’environnement. Cette réaction chimique peut également être utilisée pour purifier et éliminer les toxines des eaux usées et des aquifères. Elle permet ainsi d’augmenter le débit de l’eau potable et de la rendre propre à la consommation humaine.

Des études et analyses scientifiques ont montré que la photocatalyse de l’eau permet d’éliminer les micro-organismes tels que les moisissures, les algues et les champignons. Et son effet purificateur dure dans le temps.

Stérilisation et élimination des virus

Les études scientifiques existantes ont également démontré l’efficacité des matériaux photocatalytiques en tant que substances capables d’éliminer les virus, les bactéries et les micro-organismes. Ils présentent donc des avantages non seulement pour l’environnement, mais aussi pour la santé.

Le dioxyde de titane, sous l’effet de la lumière du soleil, peut tuer jusqu’à 99 % des virus et bactéries actuellement connus, y compris les différentes variantes de la grippe.

Autonettoyant et anti-odeur

Les surfaces dotées de cette capacité photocatalytique se caractérisent par le fait qu’elles sont capables de s’autonettoyer partiellement, ce qui permet d’éliminer les odeurs désagréables et les substances nocives.

Comme l’explique le livre blanc sur la photocatalyse : “Le TiO2 est capable d’éliminer par oxydation une grande variété de composés organiques et inorganiques, et cela s’applique également aux substances présentes sur les surfaces qui forment des taches”.

En outre, le photocatalyseur au dioxyde de titane se caractérise par ses propriétés antistatiques. Il empêche la poussière d’adhérer et de s’incruster dans les surfaces qui le contiennent. Il est non seulement autonettoyant, mais il empêche également les salissures et les taches.

Source d’énergie

Un certain nombre de recherches et d’articles scientifiques portent sur la capacité de la photocatalyse à générer des carburants durables. Les substances générées au cours de ce processus comprennent le dioxyde de carbone et l’eau, ainsi que la biomasse. Ces éléments peuvent être utilisés comme des sources d’énergie plus durables qui ne constituent pas une menace pour la planète.

Rapport coût-bénéfice

Investir dans les matériaux photocatalytiques, c’est investir dans l’avenir. Il est non seulement bénéfique pour l’environnement, mais aussi pour la santé et la durabilité des êtres vivants, y compris l’espèce humaine.

Le coût des matériaux photocatalytiques est un peu plus élevé que celui des produits qui ne contiennent pas le photocatalyseur qu’est le dioxyde de titane. Ce qui rend le coût plus élevé, ce sont les procédés qui permettent d’inclure cette substance dans n’importe quel produit.

Toutefois, si l’on considère le rapport coût-bénéfice, l’investissement est incontestablement bénéfique.

Il est logique de penser qu’à mesure que la fabrication et l’utilisation de ces matériaux de décontamination se répandront, leur coût diminuera. Cela est dû au simple fait de la loi de l’offre et de la demande. Plus l’offre est importante, plus le coût est bas, tant que la demande n’est pas plus élevée.