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  • 晶能光电UVA LED光触媒空气净化器助力抗疫

    发布时间:2020-3-31 13:32:06

             空气是人类生存之根本,我们可以选择水和食物,但无法选择周围的空气。在我们呼吸空气的同时,有害物质也随之进入人体,危害身体健康。尤其是室内空气中的污染物会持续在室内堆叠、发酵,久而久之,甚至会使室内成为“毒气室”。 据世界卫生组织调查统计,全世界每年死于室内污染的人数已达400万人,而我国每年由于室内污染引起的死亡人数高达11.1万人。

           空气净化的分类及UVA 光触媒净化原理

           空气无法选择,但可以改善。因此,空气净化器应运而生,成为室内空气有效除尘、除甲醛、TVOC等有毒气体、杀菌、净味等最直接的方式。根据净化的工作原理,空气净化器大体分为三类:被动式(滤网净化类)、主动式(无滤网型)、双重式(主动净化+被动净化)。

           被动式净化的工作原理是用风机将空气抽入机器,通过内置的滤网过滤空气,主要能够起到过滤粉尘、异味、有毒气体和杀灭部分细菌的作用。滤网又分为:集尘滤网、去甲醛滤网、除臭滤网、HEPA滤网等。其中HEPA滤网成本较高,能起到分解有毒气体和杀菌作用,特别是抑制二次污染。此类产品的效果取决于风机功率和滤网质量,但缺点也很明显,比如,滤网属于需要定期更换的耗材,而且容易产生净化死角。

            主动式净化的工作原理是有效、主动地向空气中释放净化灭菌因子,利用空气会扩散的特点,到达室内的各个角落对空气进行无死角净化。根据主动杀菌原理,此类产品的技术从第一代银负离子进化到负离子、等离子、臭氧、光触媒等新一代技术。

           其中,光触媒是一种以纳米级二氧化钛为代表的具有光催化功能的光半导体材料的总称,它涂布于基材表面,在紫外光线的作用下,产生强烈催化降解功能:能有效地降解空气中有毒有害气体;能有效杀灭多种细菌,并能将细菌或真菌释放出的毒素分解及无害化处理;同时还具备除甲醛、除臭、抗污、净化空气等功能。

           光触媒的催化效果取决于两个因素:UV光源和反应面积。UV 光源方面,387nm波段以下的UV光能够激发光触媒的催化作用,从而产生更多的氢氧自由基和活性氧离子,通过氧化细菌和病毒体达到杀菌效果。

           当前,全球新型冠状病毒肺炎疫情形势较为严峻,紫外线杀菌消毒相关产品也因此备受关注。虽然UVA光触媒技术无法直接杀死新型冠状病毒,但它属于紫外线的间接杀菌作用,其产生的自由基对细菌如大肠杆菌、白色葡萄球菌和病毒(如流感病毒)等具有杀菌消毒的作用,几乎所有的微生物通过UVA光触媒产生的自由基都能够氧化分解。

           晶能光电认为,相比UVC的杀菌消毒能力,UVA光触媒杀菌消毒需要更长的时间,但UVC紫外线需要达到一定的剂量才能快速杀菌,而这也会对人体产生伤害,因此,目前室内UVC紫外线杀菌大都是在无人条件下进行。此外,UVC LED受制于转换效率,功率低,材料成本高等因素,暂时尚未能广泛应用于室内等空间较大的场所,但也因此可以较好地屏蔽对人体伤害的风险。所以,UVA光触媒空气净化搭载UVC LED,可以实现杀菌互补,能够在有人环境中使用,是比较合适的解决方案。除了具备直接杀菌作用的UVC LED之外,本次疫情也刺激和推动了UVA光触媒产品的发展。

           专利PCO空气净化技术:硅衬底UVA LED技术与光触媒的完美结合疫情爆发之后,日亚等相关厂商也在加快开发UVA LED光触媒空气净化产品。晶能光电也将UV LED产品开发日程提前,集中优势资源,围绕空气净化和杀菌消毒两个方向进行产品开发。晶能光电UVA LED光触媒车载空气净化器和UVC LED表面杀菌盒预计4月初将大量推出市场。

           晶能光电很早就开始研究专利的硅衬底UVA LED技术+光触媒的空气净化模组,应用于冰箱,并基于此开发出了专利的PCO空气净化技术。晶能光电研究发现,在365nm-375nm UVA LED光源的激发下,光触媒TiO2纳米粒子可以生成具有高反应活性的氢氧自由基和超氧阴离子自由基,这些离子与有机化合物反应生成二氧化碳和水, 具有极强的杀菌、除臭、防霉、防污自洁、净化空气功能。

           值得注意的是,对于UV光源和反应面积两大关键因素,晶能光电均实现了突破。

           UV 光源方面,晶能光电开发的365-375nm波段芯片实现了激发出的98%以上的光均在387nm以下,极大地提高了光源利用率。晶能光电表示,为了快速激发光触媒,UV能量需要达到一定的数值,由于LED发出的光能量分布不均,所以单颗LED能激发的光触媒面积很小。若采用365nm的汞灯,由于汞灯387nm以下的光占比太小,且光衰严重,需要使用大功率,因此无法在很多环境中使用。晶能光电通过大量实验获得了激发光触媒的最佳UV能量和UV光分布,利用自有封装技术,开发出了数款相应的UV灯珠,提升了光分布均匀度,增加了能激发光触媒的面积,减少了灯珠使用量。

           反应面积方面,光触媒颗粒粒径只有5~10nm,极难与其他物质结合,因此很多厂家采用添加粘结剂的方式将光触媒附着在载体上。然而,光触媒颗粒会被粘结剂覆盖,使得裸露在表面的光触媒颗粒只有一部分,反应面积小,效果差,这就导致客户不认可光触媒产品。对此,晶能光电采用与光触媒颗粒结合度较好的载体,通过特殊附着工艺,生成一层光触媒薄膜,使得光触媒能够均匀致密地附着在载体上并且裸露在表面,极大地增加了光触媒的反应面积,真正意义上实现了模块的小型化。并且,光触媒能够长期附着在载体上而不掉落。

           基于上述两方面的突破,晶能光电用三年时间不断测试各种条件(温湿度,风速,功率等因素),结合独特的触媒附着工艺,开发出了专利PCO空气净化技术,将自主研发的高效能硅衬底UVA LED光源与光触媒实现了完美的结合,能够同时杀灭病菌、去除有害气体、去除粉尘、清新空气,可应用于灰尘、水汽、震动等复杂环境中。目前,相关产品已进军空气净化器、冰箱、宠物箱、杀菌盒、汽车、工业废气等领域。

           晶能光电认为,与传统空气净化系统相比,UVA LED光触媒空气净化系统通过光催化杀菌,具有传统无机抗菌剂无法比拟的杀菌效果,具有持久性、广谱性、耐热、不产生耐药性、杀菌彻底等优点,同时,还具有无毒、无味、无污染、效率高、寿命长等优势。相比其他净化技术,晶能光电认为光触媒综合性价比最高。

           杀菌消毒应用需产业链共同推动,UVA光触媒净化产品获得商机

           UV LED是晶能光电的重点发展领域,疫情爆发加快了其推出UV LED产品的步伐。接下来,晶能光电将会围绕PCO技术开发一系列的家用、公共场所等空气净化产品以及围绕UVC LED应用的杀菌消毒产品。

           晶能光电认为,目前大家对UV LED的应用还处于一个探索期,杀菌消毒的应用还需要从产业链层面进行技术、应用、标准等协同进步,给消费者提供真正合格有效的产品。

           对于UVA 光触媒空气净化系统的市场认可度及未来发展潜力,晶能光电指出,光触媒概念在前几年被炒得火热,而真正的光触媒产品成本较高,且只能依据检测报告来判断产品的效果,因此消费者买到的可能并非为真正的光触媒净化产品。鉴于此,整个市场对光触媒产品信心不足。

           不过,晶能光电认为,本次疫情爆发后,消费者也将会更加理性地看待光触媒净化产品,其高效的作用机理会被越来越多的消费者认可。未来一两年将是UVA LED空气净化的爆发年。

           据LEDinside分析,未来5年,杀菌与净化市场将是UV LED市场增长的主要动力,其中,UVA LED光触媒空气净化市场接下来将会保持稳定增长。而本次疫情极大刺激了UV系列杀菌消毒产品的市场需求,毫无疑问,也加快了UVA LED光触媒净化产品的发展。

          (来源于LEDinside)

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