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| 光触媒を用いた空気浄化システムの開発 | ||
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健康で快適な生活を送るために、空気がきれいであることは大変重要な問題です。ところが、大都市では自動車の排気ガスなどによる大気汚染は依然として深刻ですし、屋内でも高気密化により有害化学物質によるいわゆるシックハウス症候群の問題などが顕著になっています。 当研究部門では光化学スモッグや酸性雨のような大気中の化学反応のしくみを調べてきました。その中で、多くの汚染物質は大気中に存在するヒドロキシルラジカル (OH) との反応によって分解・除去されることがわかってきました。 私たちの空気浄化の研究はここから始まりました。紫外線 (UV) 照射下でOHラジカルを表面に生成する酸化チタン (TiO2) をうまく使えば、空気を浄化できると考えたのです。 光触媒材料の開発 酸化チタンは通常、粉末ですから、空気浄化材料にするには接着剤のようなバインダーを用いて、物体の表面に付着させることが必要です。ところが、多くの場合、バインダー中の酸化チタンはバインダーばかりを分解し、空気浄化作用は非常に弱くなってしまいました。高い浄化作用を得るには、空気浄化材料が多くの空気と接触できる多孔質構造をとり、耐酸化性が高いものであることが不可欠です。民間企業との共同研究を推進し、フッ素樹脂シート（図１）、 |
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 図１ ふっ素樹脂シート電顕写真 |
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| セメント硬化体、無機系塗料のような空気浄化材料を開発することができました（図２）。 | ||
図２ 市販の光触媒空気浄化材料の例  吹き付け型吸音材（日本特殊塗料）  アスファルト道路用スプレーコーティング材（フジタ）  光触媒塗料（オキツモ）  舗装用コンクリートブロック（三菱マテリアル） |
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| 空気浄化材料の応用 応用の一つの方法は、光触媒材料と紫外線ランプを用いる空気浄化装置です。家庭用空気清浄機（処理能力 100 m3/h）から自動車道トンネル換気設備用（同 1,500,000 m3/h）まで多くのシステムが提案・市販されています。フィルターや電機集じん器を組み合わせて、有害ガスと粒子状物質を同時に取り除くものが一般的です。 他方、建築材料などの表面を光触媒材料化することで、都市の建物や構造物の周辺の汚染物質を除去することも可能です（図３）。 |
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 屋外での大気浄化光触媒の働き 1) 日中の酸化的除去, 2) 降水による再生.  |
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| 私たちはこれをパッシブ空気浄化システムと呼んでいますが、この方法は太陽光のもとで省エネルギー的、省力的に環境を浄化できる可能性があります。多くの地方自治体が大都市の汚染環境でこの方法を試験し、有効であることを示しました。我が国ではこれまでに、50,000 m2以上の空気浄化材料が設置されています。 その他の研究開発 酸化チタンの数少ない欠点は、太陽光中に数パーセントしか含まれない紫外線でしか機能しないことです。このため、私たちは酸化チタンをベースとして、プラズマ処理技術などにより、紫外線でも可視光線でも（波長300〜600 nm）働く、可視光応答型光触媒を開発しました（図４）。 |
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 図４ 未処理TiO2（左） マイクロ波プラズマ処理TiO2（中） 高周波プラズマ処理TiO2（右） |
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| この光触媒は、屋内はもとより屋外でもより高い性能を発揮することが期待されています。 光触媒材料の導入促進のためには、標準の開発が欠かせません。私たちは最近、世界で初めて、光触媒材料の空気浄化性能試験方法（日本工業標準調査会 TR Z 0018）を提案しました。日本工業規格（JIS）や国際規格（ISO）への展開が期待されています。 |
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| 協力企業による展示 | ||
| ・富士電機（株） トンネル換気浄化システム用フッ素樹脂シート光触媒 | ||
| ・オキツモ（株） 空気浄化及びセルフクリーニング用無機系光触媒塗料 | ||
| ・エコデバイス（株） 可視光応答型酸化チタン光触媒 | ||
| ・三菱マテリアル（株）舗装用コンクリートブロック | ||
| ・テイカ（株） 光触媒酸化チタン、各種光触媒材料 | ||
| 産業技術総合研究所 環境管理研究部門 | ||
Copyright 2003.All rights reserved.National Institute of Advanced Industrial Science and Technology(AIST) |
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