Cellulosabaserade triboelektriska filter för luftburna partiklar

Projektet syftar till att designa och undersöka ett nytt cellulosabaserat filtermaterial med hög partikelretention och lågt tryckfall baserat på triboelektrisk effekt. Materialet är tänkt att fungera som ett självladdande elektrofilter som håller kvar partiklar som är skadliga för människor.

AI-genererad bild som visar en hand som håller i ett luftfilter och virus som finns runt om i bilden.

Konventionella filter för avskiljning av luftburna partiklar har lågt luftgenomflöde och det behövs bättre filtermaterial som ger samma eller högre filtreringseffektivitet för att säkerställa ren luft för alla. Problem finns ofta i inomhusmiljöer på grund av ansamling av luftburna virus, samt pollen, partiklar från uppvärmning och trafik som kan orsaka allergier, ohälsa och dödsfall i olika luftvägssjukdomar och cancer. Fossilbaserade, syntetiska filtermaterial används idag mestadels i filter. Vi föreslår ett nytt luftfilterkoncept baserat på cellulosa, utformat för att skapa en optimal triboelektrisk effekt genom friktionsbaserad självuppladdning.

Material med hög laddningstäthet främjar polarisering av droppar och partiklar och efterföljande elektrostatisk infångning är sedan möjlig. Lika hög eller ännu högre filtereffektivitet kan därigenom uppnås med större filterporer. Detta lägre energiförbrukning i ventilationssystem och mindre andningsmotstånd för andningsmasker. Cellulosabaserade filtermaterial förutses kunna vara extra effektiva då de får en unikt tribopositiv laddning. Cellulosabaserade filtermaterial har därför tekniska fördelar jämfört med fossilbaserade syntetiska polymerer och samhälleliga fördelar med avseende på nationell självförsörjning, kostnad, avfallshantering/cirkularitet och förnyelsebarhet.