空氣是人類(lèi)生存之根本，我們可以選擇水和食物，但無(wú)法選擇周?chē)目諝?。在我們呼吸空氣的同時(shí)，有害物質(zhì)也隨之進(jìn)入人體，危害身體健康。尤其是室內(nèi)空氣中的污染物會(huì)持續(xù)在室內(nèi)堆疊、發(fā)酵，久而久之，甚至?xí)故覂?nèi)成為“毒氣室”。據(jù)世界衛(wèi)生組織調(diào)查統(tǒng)計(jì)，全世界每年死于室內(nèi)污染的人數(shù)已達(dá)400萬(wàn)人，而我國(guó)每年由于室內(nèi)污染引起的死亡人數(shù)高達(dá)11.1萬(wàn)人。
空氣凈化的分類(lèi)及UVA光觸媒凈化原理
空氣無(wú)法選擇，但可以改善。因此，空氣凈化器應(yīng)運(yùn)而生，成為室內(nèi)空氣有效除塵、除甲醛、TVOC等有毒氣體、殺菌、凈味等最直接的方式。根據(jù)凈化的工作原理，空氣凈化器大體分為三類(lèi)：被動(dòng)式（濾網(wǎng)凈化類(lèi)）、主動(dòng)式（無(wú)濾網(wǎng)型）、雙重式（主動(dòng)凈化+被動(dòng)凈化）。
被動(dòng)式凈化的工作原理是用風(fēng)機(jī)將空氣抽入機(jī)器，通過(guò)內(nèi)置的濾網(wǎng)過(guò)濾空氣，主要能夠起到過(guò)濾粉塵、異味、有毒氣體和殺滅部分細(xì)菌的作用。濾網(wǎng)又分為：集塵濾網(wǎng)、去甲醛濾網(wǎng)、除臭濾網(wǎng)、HEPA濾網(wǎng)等。其中HEPA濾網(wǎng)成本較高，能起到分解有毒氣體和殺菌作用，特別是抑制二次污染。此類(lèi)產(chǎn)品的效果取決于風(fēng)機(jī)功率和濾網(wǎng)質(zhì)量，但缺點(diǎn)也很明顯，比如，濾網(wǎng)屬于需要定期更換的耗材，而且容易產(chǎn)生凈化死角。
主動(dòng)式凈化的工作原理是有效、主動(dòng)地向空氣中釋放凈化滅菌因子，利用空氣會(huì)擴(kuò)散的特點(diǎn)，到達(dá)室內(nèi)的各個(gè)角落對(duì)空氣進(jìn)行無(wú)死角凈化。根據(jù)主動(dòng)殺菌原理，此類(lèi)產(chǎn)品的技術(shù)從第一代銀負(fù)離子進(jìn)化到負(fù)離子、等離子、臭氧、光觸媒等新一代技術(shù)。
其中，光觸媒是一種以納米級(jí)二氧化鈦為代表的具有光催化功能的光半導(dǎo)體材料的總稱(chēng)，它涂布于基材表面，在紫外光線(xiàn)的作用下，產(chǎn)生強(qiáng)烈催化降解功能：能有效地降解空氣中有毒有害氣體；能有效殺滅多種細(xì)菌，并能將細(xì)菌或真菌釋放出的毒素分解及無(wú)害化處理；同時(shí)還具備除甲醛、除臭、抗污、凈化空氣等功能。
光觸媒的催化效果取決于兩個(gè)因素：UV光源和反應(yīng)面積。UV 光源方面，387nm波段以下的UV光能夠激發(fā)光觸媒的催化作用，從而產(chǎn)生更多的氫氧自由基和活性氧離子，通過(guò)氧化細(xì)菌和病毒體達(dá)到殺菌效果。
當(dāng)前，全球新型冠狀病毒肺炎疫情形勢(shì)較為嚴(yán)峻，紫外線(xiàn)殺菌消毒相關(guān)產(chǎn)品也因此備受關(guān)注。雖然UVA光觸媒技術(shù)無(wú)法直接殺死新型冠狀病毒，但它屬于紫外線(xiàn)的間接殺菌作用，其產(chǎn)生的自由基對(duì)細(xì)菌如大腸桿菌、白色葡萄球菌和病毒（如流感病毒）等具有殺菌消毒的作用，幾乎所有的微生物通過(guò)UVA光觸媒產(chǎn)生的自由基都能夠氧化分解。
研究UVA光觸媒技術(shù)的晶能光電就指出，相比UVC的殺菌消毒能力，UVA光觸媒殺菌消毒需要更長(zhǎng)的時(shí)間，但UVC紫外線(xiàn)需要達(dá)到一定的劑量才能快速殺菌，而這也會(huì)對(duì)人體產(chǎn)生傷害，因此，目前室內(nèi)UVC紫外線(xiàn)殺菌大都是在無(wú)人條件下進(jìn)行。此外，UVC LED受制于轉(zhuǎn)換效率，功率低，材料成本高等因素，暫時(shí)尚未能廣泛應(yīng)用于室內(nèi)等空間較大的場(chǎng)所，但也因此可以較好地屏蔽對(duì)人體傷害的風(fēng)險(xiǎn)。所以，UVA光觸媒空氣凈化搭載UVC LED，可以實(shí)現(xiàn)殺菌互補(bǔ)，能夠在有人環(huán)境中使用，是比較合適的解決方案。除了具備直接殺菌作用的UVC LED之外，本次疫情也刺激和推動(dòng)了UVA光觸媒產(chǎn)品的發(fā)展。
據(jù)LEDinside了解，日亞、首爾偉傲世等日韓廠(chǎng)商、億光、光寶等臺(tái)系廠(chǎng)商以及國(guó)星光電、晶能光電等大陸廠(chǎng)商均在開(kāi)發(fā)UVA LED光觸媒空氣凈化產(chǎn)品。疫情爆發(fā)之后，相關(guān)廠(chǎng)商加快研發(fā)UV LED技術(shù)。
專(zhuān)利PCO空氣凈化技術(shù)：硅襯底UVA LED技術(shù)與光觸媒的完美結(jié)合
其中，晶能也將UV LED產(chǎn)品開(kāi)發(fā)日程提前，集中優(yōu)勢(shì)資源，圍繞空氣凈化和殺菌消毒兩個(gè)方向進(jìn)行產(chǎn)品開(kāi)發(fā)。該公司的UVA LED光觸媒車(chē)載空氣凈化器和UVC LED表面殺菌盒預(yù)計(jì)4月初將大量推出市場(chǎng)。
據(jù)介紹，晶能很早就開(kāi)始研究專(zhuān)利的硅襯底UVA LED技術(shù)+光觸媒的空氣凈化模組，應(yīng)用于冰箱，并基于此開(kāi)發(fā)出了專(zhuān)利的PCO空氣凈化技術(shù)。晶能研究發(fā)現(xiàn)，在365nm-375nm UVA LED光源的激發(fā)下，光觸媒TiO2納米粒子可以生成具有高反應(yīng)活性的氫氧自由基和超氧陰離子自由基，這些離子與有機(jī)化合物反應(yīng)生成二氧化碳和水, 具有極強(qiáng)的殺菌、除臭、防霉、防污自潔、凈化空氣功能。
值得注意的是，對(duì)于UV光源和反應(yīng)面積兩大關(guān)鍵因素，晶能均實(shí)現(xiàn)了突破。
UV光源方面，該公司開(kāi)發(fā)的365-375nm波段芯片實(shí)現(xiàn)了激發(fā)出的98%以上的光均在387nm以下，極大地提高了光源利用率。晶能表示，為了快速激發(fā)光觸媒，UV能量需要達(dá)到一定的數(shù)值，由于LED發(fā)出的光能量分布不均，所以單顆LED能激發(fā)的光觸媒面積很小。若采用365nm的汞燈，由于汞燈387nm以下的光占比太小，且光衰嚴(yán)重，需要使用大功率，因此無(wú)法在很多環(huán)境中使用。晶能通過(guò)大量實(shí)驗(yàn)獲得了激發(fā)光觸媒的最佳UV能量和UV光分布，利用自有封裝技術(shù)，開(kāi)發(fā)出了數(shù)款相應(yīng)的UV燈珠，提升了光分布均勻度，增加了能激發(fā)光觸媒的面積，減少了燈珠使用量。
反應(yīng)面積方面，光觸媒顆粒粒徑只有5~10nm，極難與其他物質(zhì)結(jié)合，因此很多廠(chǎng)家采用添加粘結(jié)劑的方式將光觸媒附著在載體上。然而，光觸媒顆粒會(huì)被粘結(jié)劑覆蓋，使得裸露在表面的光觸媒顆粒只有一部分，反應(yīng)面積小，效果差，這就導(dǎo)致客戶(hù)不認(rèn)可光觸媒產(chǎn)品。對(duì)此，晶能采用與光觸媒顆粒結(jié)合度較好的載體，通過(guò)特殊附著工藝，生成一層光觸媒薄膜，使得光觸媒能夠均勻致密地附著在載體上并且裸露在表面，極大地增加了光觸媒的反應(yīng)面積，真正意義上實(shí)現(xiàn)了模塊的小型化。并且，光觸媒能夠長(zhǎng)期附著在載體上而不掉落。
基于上述兩方面的突破，晶能用三年時(shí)間不斷測(cè)試各種條件（溫濕度，風(fēng)速，功率等因素），結(jié)合獨(dú)特的觸媒附著工藝，開(kāi)發(fā)出了專(zhuān)利PCO空氣凈化技術(shù)，將自主研發(fā)的高效能硅襯底UVA LED光源與光觸媒實(shí)現(xiàn)了完美的結(jié)合，能夠同時(shí)殺滅病菌、去除有害氣體、去除粉塵、清新空氣，可應(yīng)用于灰塵、水汽、震動(dòng)等復(fù)雜環(huán)境中。目前，相關(guān)產(chǎn)品已進(jìn)軍空氣凈化器、冰箱、寵物箱、殺菌盒、汽車(chē)、工業(yè)廢氣等領(lǐng)域。
晶能認(rèn)為，與傳統(tǒng)空氣凈化系統(tǒng)相比，UVA LED光觸媒空氣凈化系統(tǒng)通過(guò)光催化殺菌，具有傳統(tǒng)無(wú)機(jī)抗菌劑無(wú)法比擬的殺菌效果，具有持久性、廣譜性、耐熱、不產(chǎn)生耐藥性、殺菌徹底等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)，還具有無(wú)毒、無(wú)味、無(wú)污染、效率高、壽命長(zhǎng)等優(yōu)勢(shì)。相比其他凈化技術(shù)，晶能光電認(rèn)為光觸媒綜合性?xún)r(jià)比最高。
殺菌消毒應(yīng)用需產(chǎn)業(yè)鏈共同推動(dòng)，UVA光觸媒凈化產(chǎn)品獲得商機(jī)
UV LED是晶能的重點(diǎn)發(fā)展領(lǐng)域，疫情爆發(fā)加快了其推出UV LED產(chǎn)品的步伐。接下來(lái)，晶能將會(huì)圍繞PCO技術(shù)開(kāi)發(fā)一系列的家用、公共場(chǎng)所等空氣凈化產(chǎn)品以及圍繞UVC LED應(yīng)用的殺菌消毒產(chǎn)品。
晶能認(rèn)為，目前大家對(duì)UV LED的應(yīng)用還處于一個(gè)探索期，殺菌消毒的應(yīng)用還需要從產(chǎn)業(yè)鏈層面進(jìn)行技術(shù)、應(yīng)用、標(biāo)準(zhǔn)等協(xié)同進(jìn)步，給消費(fèi)者提供真正合格有效的產(chǎn)品。
對(duì)于UVA光觸媒空氣凈化系統(tǒng)的市場(chǎng)認(rèn)可度及未來(lái)發(fā)展?jié)摿?，晶能指出，光觸媒概念在前幾年被炒得火熱，而真正的光觸媒產(chǎn)品成本較高，且只能依據(jù)檢測(cè)報(bào)告來(lái)判斷產(chǎn)品的效果，因此消費(fèi)者買(mǎi)到的可能并非為真正的光觸媒凈化產(chǎn)品。鑒于此，整個(gè)市場(chǎng)對(duì)光觸媒產(chǎn)品信心不足。
不過(guò)，晶能認(rèn)為，本次疫情爆發(fā)后，消費(fèi)者也將會(huì)更加理性地看待光觸媒凈化產(chǎn)品，其高效的作用機(jī)理會(huì)被越來(lái)越多的消費(fèi)者認(rèn)可。未來(lái)一兩年將是UVA LED空氣凈化的爆發(fā)年。
據(jù)LEDinside分析，未來(lái)5年，殺菌與凈化市場(chǎng)將是UV LED市場(chǎng)增長(zhǎng)的主要?jiǎng)恿?，其中，UVA LED光觸媒空氣凈化市場(chǎng)接下來(lái)將會(huì)保持穩(wěn)定增長(zhǎng)。而本次疫情極大刺激了UV系列殺菌消毒產(chǎn)品的市場(chǎng)需求，毫無(wú)疑問(wèn)，也加快了UVA LED光觸媒凈化產(chǎn)品的發(fā)展。(文：LEDinside Janice)
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