Fraunhofer komt met ventilator voor virusvrije lucht

In het project CoClean-up hebben het Fraunhofer Instituut voor Keramische Technologieën en Systemen IKTS in Dresden en het Fraunhofer Instituut voor Toxicologie en Experimentele Geneeskunde Item in Hannover een ventilator ontwikkeld die het infectiegevaar verkleint. Het nieuwe systeem filtert ziekteverwekkers uit de omgevingslucht en vernietigt ze, waarbij niets anders achterblijft dan CO₂.

Er bestaan al filtersystemen die de omgevingslucht zuiveren, maar die vernietigen virussen niet. Deze blijven dus in de filters zitten, wat problemen kan veroorzaken ij het verwisselen daarvan, of als en een perforatie ontstaat. UV-filters vernietigen het grootste deel van virussen wel, maar bij het proces komen volgens het Fraunhofer vaak andere schadelijke stoffen vrij. "Ons ventilatorsysteem daarentegen, vernietigt virussen en elk ander organisch materiaal volledig, zonder schadelijke uitstoot", zegt Hans-Jürgen Friedrich, groepsmanager bij Fraunhofer IKTS.

Het virus wordt geoxideerd tot CO₂

Het nieuwe systeem maakt gebruik van een proces van koude verbranding om het virus te verwijderen. Omgevingslucht wordt door een zoutoplossing gevoerd, die het virus en andere organische deeltjes eruit filtert. De gereinigde lucht wordt vervolgens weer in de kamer ingebracht. In de zoutoplossing zitten twee elektroden, die onder spanning worden gezet. Bij één elektrode worden de organische stoffen in de zoutoplossing – inclusief eventuele virussen – volledig geoxideerd tot CO₂; aan de andere kant worden kleine hoeveelheden waterstof geproduceerd. In een kamer van normale grootte met een behoorlijk aantal mensen zou dit in de loop van enkele uren slechts een paar honderd milliliter CO₂ en waterstof produceren. Ter vergelijking: elke liter lucht die door een persoon wordt uitgeademd (het equivalent van één ademhaling) bevat ongeveer 40 milliliter CO₂.

Momenteel voeren onderzoeksteams tests uit met onschadelijke stoffen die erg op het coronavirus lijken. Als deze surrogaten rechtstreeks aan de zoutoplossing worden toegevoegd, functioneert het systeem zoals vereist. In volgende tests zullen de onderzoekers een met het virus beladen aerosol maken en deze in de zoutoplossing pompen.

"Voor zover ik weet, is er nergens in Europa een gestandaardiseerde procedure voor het gebruik van een in de lucht verspreide aerosol van een gevaarlijk virus om de effectiviteit van luchtzuiverings- en luchtdesinfectiesystemen te testen", zegt Katharina Schwarz, afdelingshoofd bij Item. Daarom onderzoekt ze ook hoe de aerosolsamenstelling van uitgeademde lucht verandert naargelang de persoon normaal ademt of spreekt, hoest en zingt. Met deze kennis is ze van plan verschillende soorten spuitbussen te produceren, die vervolgens met het virus worden geladen en in de elektrolytische cel worden gevoerd. "Maar we moeten oppassen dat de kunstmatig geproduceerde aerosolen de testvirussen niet beschadigen of afbreken", legt ze uit. "De sleutel is om een ​​goede balans te vinden."
 

De ventilator die voor CoClean-up is ontwikkeld, zal als demonstrator worden onthuld bij de afronding van het project in april 2021. Het zou dan nog ongeveer anderhalf jaar duren voordat het systeem klaar is voor marktintroductie en voldoet aan de wettelijke vereisten. Naast het coronavirus kan de ventilator dan ook worden gebruikt om andere luchtverontreinigingen te filteren, zoals veevirussen of varkens- en vogelgriep.