Ren luft etter naturmetoden

Det nye luftfilteret bruker lite energi, og fjerner giftige gasser, støv og bakterier slik atmosfæren selv gjør det. Nå er filteret ute av laboratoriet, og renser industriutslipp.

Published
Nå er naboene fornøyd: Den fotokjemiske akseleratoren fjerner vond lukt fra resirkuleringen av olje på anlegget til Jysk Miljørens i Aarhus i Danmark. (Foto: Matthew Johnson)
Nå er naboene fornøyd: Den fotokjemiske akseleratoren fjerner vond lukt fra resirkuleringen av olje på anlegget til Jysk Miljørens i Aarhus i Danmark. (Foto: Matthew Johnson)

På taket av bedriften Jysk Miljørens i Aarhus i Danmark står metallkassene som bokstavelig talt kan få eierne til å puste lettet ut – og inn.

Fram til nå har nemlig bedriften hatt naboer som klaget over stank. Gjenvinning av olje fra vann i ballasttanker i skip luktet ikke godt. Klagene førte til trusler om nedleggelse.

Men nå er stanken historie. Metallkassene inneholder det første kommersielle anlegget for en ny type luftrenser som er utviklet av kjemikeren Matthew Johnson ved Københavns Universitet.

Flere fordeler

Filteret kan brukes både for å rense utslipp, og for å resirkulere skitten inneluft, både i fabrikker og hjem.

Filteret har flere fordeler. For det første bruker det lite energi i seg selv. For det andre går mindre energi tapt til oppvarming av ny uteluft om vinteren når den gamle kan resirkuleres.

For det tredje slipper fabrikker å bygge en høy fabrikkpipe for å spre forurensing vekk fra nabolaget.

Dødssonen

Matthew Johnson har utviklet et nytt, energisparende luftfilter som fjerner bakterier og virus, støv og giftige gasser fra lufta omtrent på samme måten som jordas atmosfære renser seg selv, med sollys, ozon og regn. (Foto: Københavns Universitet)
Matthew Johnson har utviklet et nytt, energisparende luftfilter som fjerner bakterier og virus, støv og giftige gasser fra lufta omtrent på samme måten som jordas atmosfære renser seg selv, med sollys, ozon og regn. (Foto: Københavns Universitet)

Den nye teknologien ble første gang presentert for publikum høsten 2010. Nå har Johnson brukt to år på den farefulle ferden fra laboratoriet og ut til industrien og markedet.

For å komme dit, måtte forskeren passere det han kaller dødssonen. I dødssonen mellom laboratorium og marked ender mange gode idéer opp, havarert før de blir levedyktige produkter.

- Vi krysset dødssonen med en prototyp. Jeg kjøpte en skipskontainer med litt støtte fra industriutviklingssselskapet Copenhagen Cleantech Cluster, forteller Johnson.

Som i atmosfæren

Og hva puttet så Matthew Johnson inne i konteineren? Et anlegg som etterligner den luftrensingen som skjer helt naturlig høyt oppe i atmosfæren.

I atmosfæren varmer sola opp gasser, slik at de stiger opp til høye luftlag. Her reagerer de med ozon, og danner små partikler som vaskes ut med regnet.

Mye av det samme, pluss litt til, skjer inne i det som Johnson kaller en atmosfærisk fotokjemisk akselerator.

Ozon

Figuren viser hvordan lufta først suges inn og desinfiseres med bakteriedrepende ozon og UV-stråler, før vanndamp og/eller amoniakk kondenseres til dråper, slik at støv og kjemikalier fester seg til dem. Deretter lades de elektrisk og trekkes ut med et motsatt ladet elektrisk felt, før gjenværende ozon renses ut i katalysatoren. (Foto: (Figur: Per Byhring, forskning.no, etter figur i patentet til oppfinnelsen))
Figuren viser hvordan lufta først suges inn og desinfiseres med bakteriedrepende ozon og UV-stråler, før vanndamp og/eller amoniakk kondenseres til dråper, slik at støv og kjemikalier fester seg til dem. Deretter lades de elektrisk og trekkes ut med et motsatt ladet elektrisk felt, før gjenværende ozon renses ut i katalysatoren. (Foto: (Figur: Per Byhring, forskning.no, etter figur i patentet til oppfinnelsen))

I den ene enden suges den skitne lufta inn. Den kan inneholde giftige gasser, støv, røyk, sopp, bakterier og virus, kort sagt alt slikt som er helsefarlig og som skal fjernes fra lufta før folk kan puste fritt igjen.

Først blir lufta tilført ozon. Ozon dreper bakterier og virus, og reagerer med noen organiske stoffer som lukter vondt. Allerede i dag finnes ozonrensere som gjør denne jobben.

Men ozon er en giftig gass. I den fotokjemiske akseleratoren blir ozonet seinere tatt hånd om før den slipper ut igjen.

Drepende effektivt

Etter at ozonet har drept små sykdomsspredere og fjernet vond lukt, blir stoffene samlet som støvkorn og tilført vanndamp. Vanndampen kondenseres til små dråper.

Dette tilsvarer skydannelsen i atmosfæren.

Så blir lufta bestrålt med ultrafiolette stråler. Disse ultrafiolette strålene har kortere bølgelengde enn de som gjør oss solbrente og brune.

De virker bakteriedrepende. Hvis noen mikroorganismer overlever den første ozondusjen, får de en ny utfordring her.

Men de ultrafiolette strålene har også en annen oppgave. De reagerer med ozon og vann, og lager en annen type bakteriedrepende molekyler, hydroksyler.

Det som overlever både ozon og ultrafiolett lys, vil takke for seg i møtet med disse hydroksylene.

Tåkekammer

Etter denne innledende mikrobiologiske massedøden fortsetter den skitne lufta til et stort kammer. Her skal den få tid til å sirkulere mens stadig mer av giftige gasser reagerer med ozon og hydroksyler og fester seg til dråpene av ammoniakk og vann.

Omtrent det samme skjer altså i atmosfæren, når vanndamp blir til regndråper, som renser lufta.

Men regndråpene faller bare ned på bakken, og tar med seg forurensingen ned i jorda. Her i den fotokjemiske akseleratoren skjer noe annet.

Sugd inn av spenningen

Den skitne tåken fortsetter nemlig videre forbi  en elektrode med høy elektrisk spenning. Her blir dråpene og støvpartikler elektrisk ladet.

Denne elektriske ladningen blir deres skjebne. Like etterpå trekkes de nemlig inn til metallplater med motsatt ladning. Dette er det elektrostatiske filteret. Her blir de felt ut, og kan fjernes.

Et elektrostatisk filter har en stor fordel framfor vanlige filtre, som for eksempel kullfiltre. De slipper lufta mye lettere gjennom. De trenger ingen kraftige vifter for å presse lufta videre. Dermed er mye energi spart.

Nå er lufta renset, og nesten klar til å slippes ut på andre siden. Men først passerer den gjennom en katalysator. Den setter i gang kjemiske reaksjoner som fjerner det giftige ozonet som er til overs.

Video fra 2010 som forklarer grunnprinsippet bak det nye luftfilteret.

Det virket

Men en ting er å prøve ut dette prinsippet i laboratoriet, noe annet å få det til å virke ute i den store, kaotiske verden.

Matthew Johnson tok kontaineren med filteret ut til et firma som hadde problemer med å møte kravene til strenge utslippslregler. 

Dette firmaet vil gjerne være anonymt, forteller Johnson. Forsøkene foregikk i all hemmelighet.

Johnson ville også være sikker på at filteret virket før han fortalte flere om forsøkene.

Den første kommersielle modellen av luftfilteret er i drift ved Jysk Miljørens i Aarhus. (Foto: Matthew Johnson)
Den første kommersielle modellen av luftfilteret er i drift ved Jysk Miljørens i Aarhus. (Foto: Matthew Johnson)

- Vi kuttet et hull i fabrikkpipa deres og førte den skitne lufta gjennom konteineren. Jeg kunne vise dem at all forurensingen ble fjernet fra luftstrømmen, forteller han.

Første salg

Eksperimenetet var vellykket. Den fotokjemiske akseleratoren var på vei ut av den økonomiske dødssonen. En gruppe investorer med det danske firmaet Infuser i spissen fikk tro på oppfinnelsen.

I juni 2012 tegnet de en kontrakt med Københavns Universitet, og i juli ble den første enheten solgt til Jysk Miljøindustri.

- I november ble den første kommersielle enheten montert fast på resirkuleringsanlegget deres i Aarhus, og vi planlegger nå å bygge om konteineren for nye demonstrasjoner av filteret, forteller en optimistisk Matthew Johnson.

Lenker:

Patent med teknisk beskrivelse av den atmosfæriske fotokjemiske akseleratoren

Informasjon om anlegget til Jysk Miljørens, fra firmaet Infuser