อุโมงค์ฟอกอากาศจากเกาหลีใต้ เปลี่ยนมลพิษสู่อากาศสะอาด

การจราจรทางบก เป็นหนึ่งในแหล่งผลิตมลพิษทางอากาศสำคัญของโลก จึงมีคำถามว่า จะเป็นอย่างไรหากมีนวัตกรรมช่วยให้ถนนที่มีรถราวิ่งผ่านทำให้อากาศบริสุทธิ์ขึ้น และวิศวกรในเกาหลีใต้ได้แสดงให้เห็นว่า แนวคิดนี้จะเกิดขึ้นได้จริงด้วยคอนกรีตที่มีตัวเร่งปฏิกิริยาด้วยแสง (Photocatalytic) ที่สามารถช่วยลดมลพิษในอุโมงค์ได้

แม้ว่าโลกจะอยู่ในยุคที่กำลังเปลี่ยนผ่านไปสู่ยานพาหนะที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมโดยเร็วที่สุด แต่กระบวนการทั้งหมดก็ยังต้องใช้เวลาอีก 2-3 ทศวรรษ ในระหว่างนี้ จึงมีนักวิทยาศาสตร์จากเกาหลีใต้ พยายามหาวิธีการที่จะช่วยลดมลพิษได้โดยเร็วควบคู่ไปด้วย จึงเริ่มมีการพัฒนาคอนกรีตที่เปลี่ยนมลพิษในอากาศโดยรอบให้มีความสะอาดมากขึ้น

ในการศึกษาใหม่ล่าสุดนี้ นักวิจัยจากสถาบันวิศวกรรมโยธาและเทคโนโลยีอาคารแห่งเกาหลีใต้ (KICT) ได้พัฒนาคอนกรีตโฟโตคะทาไลติกหรือคอนกรีตมวลเบาฟอกอากาศ และทดสอบในอุโมงค์จราจรขึ้นมา ซึ่งมักจะมีค่ามลพิษมักสูงเนื่องจากการไหลเวียนของอากาศต่ำ และยังมีการติดตั้งไฟสังเคราะห์ตามผนังเพื่อให้แสงไปกระตุ้นปฏิกิริยาออกซิไดซ์ของคอนกรีตเกิดเร็วขึ้นอีกด้วย 

คอนกรีตฟอกอากาศเหล่านี้ ถูกเคลือบด้วยไทเทเนียมไดออกไซด์ (Titanium Dioxide) บนตัวคอนกรีต ที่จะทำปฏิกิริยากับแสงแดดเพื่อผลิตโมเลกุลที่มีชื่อว่า อาร์โอเอส (ROS-Reactive Oxygen Species) โดยคุณสมบัติของมันคือ มีพลังในการทำออกซิไดซ์อย่างรุนแรงที่ช่วยสลายมลพิษทางอากาศ เช่น สารประกอบอินทรีย์แบบระเหยง่าย (VOCs-Volatile Organic Compounds), ไนโตรเจนออกไซด์, ซัลเฟอร์ออกไซด์ และแอมโมเนีย รวมถึงยังช่วยป้องกันการก่อตัวของฝุ่นละอองขนาดเล็กอีกด้วย 

ทีมงานพบว่า หลังจากติดตั้งคอนกรีตฟอกอากาศแล้ว ระดับของไนโตรเจนออกไซด์ในอุโมงค์ลดลงประมาณ 18% ในช่วงเวลา 24 ชั่วโมง โดยสุดท้ายอุโมงค์จะขับเกลือออกมา ซึ่งส่วนหนึ่งเกิดมาจากปริมาณแคลเซียมในคอนกรีต เกลือเหล่านี้จะถูกฝนชะล้างออกไปอย่างรวดเร็ว  นอกจากนั้น ทีมงานกล่าวว่ากระบวนการนี้จะทำให้คอนกรีตโฟโตคาตาไลติกทำงานได้อย่างไม่มีกำหนด และไม่จำเป็นต้องบำรุงรักษาเพิ่มเติม ไม่ต่างจากคอนกรีตทั่วไป

อย่างไรก็ตาม ตัวเลขของมลพิษจากผลลัพธ์ของกระบวนการนี้ยังลดลงในปริมาณที่น้อย ซึ่งทีมวิจัยยังวางแผนที่จะค้นคว้าเกี่ยวกับเทคโนโลยีคอนกรีตฟอกอากาศต่อไป เพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพให้ดียิ่งขึ้นและต่อยอดในเชิงพาณิชย์ โดยมีการใช้ส่วนผสมอื่น ๆ ที่ลดระดับไนโตรเจนออกไซด์ลงถึง 45% หรือหากใช้คอนกรีตผสมกับกราฟีน ระดับไนโตรเจนออกไซด์ยังลดลงถึง 70% อีกด้วย 

ด้าน ดร. จอง-วอน ควาร์ก (Dr. Jong-Won Kwark) หัวหน้านักวิจัยของโครงการยังเผยว่า “เทคโนโลยีการก่อสร้างที่ใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาด้วยแสง (Photocatalyst) แสดงผลการทำงานออกมาในทันที โดยช่วยลดฝุ่นละอองขนาดเล็กในเขตที่อยู่อาศัย”

 “เราวางแผนที่จะสร้างระบบความร่วมมือกับรัฐบาลท้องถิ่นและองค์กรภาครัฐเพื่อขยายการสาธิตการทดลองไปยังไซต์อื่น ๆ เพื่อให้เกิดการค้าและการจัดจำหน่ายโดยมีผลในทางปฏิบัติอีกด้วย” ดร. จอง-วอน ควาร์ก เสริม

สำหรับบทความก่อนหน้านี้ที่อธิบายถึงคอนกรีตโฟโตคะตาไลติกได้รับการตีพิมพ์ในวารสาร KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research ซึ่งสามารถอ่านผลการวิจัยได้ที่นี่

ที่มาของข้อมูล Newatlas 

ที่มาของรูปภาพ Meric Dagli / Unsplash