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COLUMN

2021.04.20

光触媒の仕組みとは?どのように汚れを分解している?

光触媒の仕組み

光触媒を活用することによって、有害な物質を分解・除去することができます。
現在ではこの光触媒による仕組みがさまざまな分野で活かされています。
しかし、実際にはどのような仕組みで物質を分解しているのでしょうか?
今回は光触媒の仕組みとして、どのように汚れを分解しているのかについてご紹介していきます。

光触媒の仕組みとは?

光触媒の仕組みとは

光を光触媒の二酸化チタンに照射することで、電子がその光のエネルギーを受け取って高エネルギーの状態に変わり、光が当たった表面部分の電子がいくつか抜け落ちます。
この電子が抜け落ちた穴は「正孔(せいこう)」と呼び、プラスの電荷を帯びているという特徴があります。
電子が抜け落ちることで、プラス電荷を帯びた「正孔」とマイナス電荷を帯びている「電子」が分離した状態になるのです。
また、正孔と電子はそれぞれに強い酸化力・還元力をもっており、二酸化チタン表面に触れている水や酸素などの物質と酸化分解反応を促していきます。
この水や酸素との反応が起きることにより、二酸化チタンの表面に一層強い分解力をもつ物質を生じることになります。
光触媒にはこの一連の流れで生じる分解力を活用して、外部からの有害物質を分解・無害化させ、除去するという画期的な技術があるのです。

光触媒空気清浄機の仕組み

光触媒の空気清浄機

光を光触媒に当てることによって光触媒表面に付着した物質を分解し、無害化することができることが分かりました。
この仕組みを上手く活用することでさまざまな汚れの除去につなげることができ、清潔さを保ち続けることができるのです。
また、この光触媒の仕組みを空気清浄機に活かしたケースがあります。
光触媒の仕組みを利用して、空気清浄機が吸引した空気の中に含まれる有害物質を分解することができるのです。
従来の空気清浄機はフィルターや活性炭などを使用することで、空気中に含まれる有害物質を除去する仕組みとなっています。
取り込まれた空気は汚れを除去したのち綺麗な空気として放出されますが、その分取り除いた汚れは空気清浄機内に蓄積されていくため、フィルターの定期的な交換が必要になります。
しかし光触媒を利用した空気清浄機の場合は光を照射し続けることによって、空気中に含まれる有害物質を分解し無害化させることができることができます。
メンテナンスを行うだけで良く、フィルター交換を行う必要はありません。

どんなものを除去することができるのか?

光触媒の仕組みを利用した空気清浄機は、塵やホコリ・カビやウイルス・ダニの死骸・タバコ臭・ペットのにおいなど幅広く吸引し、分解・無害化・除去することができます。
一般的な空気清浄機では「空気清浄機内部のフィルターで空気中の汚れを取り除く」という仕組みを採用しています。
しかし空気清浄機に光触媒を取り入れることで、「汚れを分解する」という仕組みが実現しました。
換気がしにくい状況であっても部屋の空気中に舞うカビ・ウイルスなどはもちろん、臭いの原因となる物質も分解・無害化することができ、臭いの気にならない清潔な空気環境を保つことができるのです。

おわりに

今回は光触媒の仕組みとして、どのように汚れを分解しているのかについてご紹介しました。
光触媒に光を照射すると、プラス電荷を帯びた「正孔」とマイナス電荷を帯びている「電子」が分離した状態になり、それぞれの強力な酸化力・還元力によって光触媒表面の物質が分解されるようになるのです。
近年では、この分解技術を取り入れた空気清浄機も販売されています。
取り込んだ空気の汚れを光触媒によって、分解・無害化・除去することができるという画期的な仕組みが取り入れられているのです。

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