復(fù)旦團隊工博會展示除塵新技術(shù)
2016-11-01 09:37:00 來源:央廣網(wǎng)
央廣網(wǎng)上海11月1日消息(記者傅聞捷 通訊員盧曉璐)由復(fù)旦大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院教授區(qū)瓊榮帶領(lǐng)團隊研發(fā)的升級版等離子體滅菌除塵技術(shù)亮相第18屆中國國際工業(yè)博覽會。如果說現(xiàn)在市面上常見的過濾除塵技術(shù)僅為一張口罩,能夠物理攔截大顆粒塵埃,那么等離子除塵技術(shù)就是吸鐵石,先使微塵帶上電荷,再通過強電場將其吸住,并且能夠分解有機大分子、殺滅細(xì)菌病毒。
殺菌零耗材,編織結(jié)構(gòu)反應(yīng)器增壽至五年
現(xiàn)在市面上的空氣凈化器分為兩大類,一類是依靠過濾吸附作用攔截空氣中的灰塵,一類是憑借等離子體、靜電或者負(fù)離子技術(shù)來凈化空氣。
據(jù)介紹,過濾攔截是物理性吸附,不僅不會殺滅細(xì)菌,還會使細(xì)菌在其內(nèi)部繁衍,本身就成為二次污染源。而等離子滅菌除塵技術(shù)集塵的同時直接殺滅細(xì)菌,收集的塵埃不會成為污染源。為了防止塵埃收集過多,導(dǎo)致電場的收集能力下降,幾個月或半年一次的定期清理是即可,而清洗只消耗人工。在設(shè)備的壽命期內(nèi),等離子除塵器是零耗材的,而物理吸附的HEPA網(wǎng)是一次性耗材,且容塵量低,需要定期更換,雖然整機首次購買價格便宜,使用者卻需要承擔(dān)后期源源不斷的耗材更換成本,兩三年下來,成本將超過等離子體滅菌除塵設(shè)備的投入。
與一般采用針狀和鋸齒狀反應(yīng)器的做法不同,區(qū)瓊榮團隊采用了編織電極等離子體反應(yīng)器。“不管是鎢絲,還是針狀和鋸齒狀,我們都試驗過,對它們的缺點很清楚。理論上,反應(yīng)器是越尖越好。它們都是錐型的,尖的地方容易被放電腐蝕掉而變鈍,尖端電極的場增益就會下降,電壓就會上升,臭氧產(chǎn)率也隨之上升,因為臭氧產(chǎn)量在一定程度上與電壓是正相關(guān)關(guān)系。現(xiàn)在市面上很多設(shè)備,新機器各項指標(biāo)正常,用了三個月左右,臭氧就容易超標(biāo)了。” 編織的結(jié)構(gòu)一定程度上解決了電極壽命短的問題,使得電極增壽至五年以上。“從設(shè)計上考慮,編織結(jié)構(gòu)的電極直徑是相同的,腐蝕下去,直徑不會發(fā)生變化。由于絲太細(xì),無法豎立,所以采用編織的結(jié)構(gòu)。” 區(qū)瓊榮解釋道。
研發(fā)三年,實現(xiàn)成本降低
等離子除塵與負(fù)離子除塵、靜電除塵,本質(zhì)上都是高壓放電現(xiàn)象加以利用的除塵技術(shù)。把空氣電離之后產(chǎn)生的帶負(fù)電的電子和帶正電的離子,吸附在塵;蛘哂袡C分子上,從而使塵埃帶上電,或者把有機分子電離分解掉。吸附在塵埃上的帶電電荷,不再進行隨機自由的布朗運動,而沿著電力線電場方向運動。強電場區(qū)把帶電荷的灰塵吸引過來,帶負(fù)電的塵埃吸附到正極上,帶正電的塵埃吸附在負(fù)極上,于是灰塵就被收集在了電場中的積塵區(qū),就像磁鐵吸附鐵銹一樣。這就是離子滅菌除塵技術(shù)應(yīng)用的基本原理。
相較負(fù)離子技術(shù)和直流放電的靜電技術(shù),等離子滅菌除塵技術(shù)擁有強大的荷電和集塵能力,凈化效率更高遠(yuǎn)高于前二者。
區(qū)瓊榮透露,研究此項技術(shù)的初衷是降低成本。如今,技術(shù)的優(yōu)化使成本得以降低。“現(xiàn)在市場上一臺適用于50平方米會議室的等離子滅菌除塵器售價約3000人民幣,適用于 20平方米房間的等離子滅菌除塵器售價為1000元左右,而后幾乎無需維護的費用,普通家庭使用是沒問題的。”隨著技術(shù)推廣與更新,滅菌除塵器市場價格有望降得更低。
區(qū)瓊榮團隊有十余年等離子體物理及其應(yīng)用研究背景,從最初幫助企業(yè)開發(fā)等離子體空氣凈化類產(chǎn)品到形成自主知識產(chǎn)權(quán)核心技術(shù),歷經(jīng)五年時間。2010年、2011年各地媒體開始報道霧霾,霾之危害深入人心,團隊受邀開始幫助企業(yè)開發(fā)和檢測等離子體空氣凈化類產(chǎn)品,但總覺得未能充分發(fā)揮技術(shù)功效,即萌生由實驗室自主研發(fā)等離子體空氣凈化產(chǎn)品的想法,2013年開始做樣機和大量測試,歷時四年時間,形成兩大核心技術(shù)、多款原型機以及嵌入式模塊,可望在不久的將來走進千家萬戶。區(qū)瓊榮表示,等離子除塵技術(shù)現(xiàn)已進入關(guān)鍵的產(chǎn)業(yè)孵化階段。“除塵滅菌得以實現(xiàn),讓老百姓呼吸干凈的空氣是我們研究的第一步,讓老百姓呼吸到健康的空氣才是更高的追求。”
編輯:劉拓拓
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