Každý čtenář jistě dobře ví, co je to ozonová vrstva. Najdeme ji zhruba ve výšce třiceti kilometrů nad zemským povrchem a funguje jako přirozený štít proti škodlivému ultrafialovému záření z kosmu.
Když totiž vysokofrekvenční část UV dopadne na molekulu kyslíku O₂, ta energii pohltí a rozpadne se na volné radikály. Říkáme tomu fotolýza. Tím to ale nekončí, uvolněné atomy kyslíku se totiž záhy spojí s okolními molekulami O₂ a vytvoří molekuly O₃ – ozon.
Ozonový guláš v atmosféře
Nová molekula ozonu se zvesela vznáší třicet kilometrů nad zemí, nicméně i ona pohlcuje část ultrafialového záření ze Slunce. Postupně se rozpadá na molekulu O₂ a volný atom, který opět reaguje s okolím. Znovu tedy vzniká O₃ a při reakci se zároveň uvolní energie, která ohřívá okolí. Právě jsme si popsali docela divoký guláš ozon-kyslíkového cyklu.
Ozon v průřezu atmosféry a jeho skokově zvýšená koncentrace ve výšce, kde je již dostatek molekul kyslíku, které už mohou pohlcovat UV a vyrábět ozon.
Díky tomuto neviditelnému procesu může pár desítek kilometrů níže existovat život, aniž by se musel schovávat kdesi v hlubinách oceánů. Většina nebezpečné vysokofrekvenční složky ultrafialového záření se totiž rozpadne už v atmosféře.
Oxidační zabiják
Pokud dvouatomový kyslík vytvořením ozonu – trikyslíku – sebral ultrafialovému záření jeho ničivou sílu, sám se stal zabijákem, se kterým ve vysoké koncentraci nechcete mít nic společného.
Ozon je jedním z nejsilnějších oxidačních činidel, které známe. A je to toxický plyn. To ve vší stručnosti znamená, že chemickou cestou přeměňuje téměř cokoliv, s čím se dostane do styku. Ostatně i samotná molekula O₃ je velmi nestabilní a rozpadá se opět na běžný kyslík, který dýcháme.
Mámo, z kohoutku teče ozon!
Ozon ve vysoké koncentraci zesiluje korozi kovů, ničí polymery, reaguje s dusíkem, sírou, uhlíkem a s hromadou dalších chemických prvků a organických sloučenin. Na té nejnižší biochemické úrovni nakonec dokážou molekuly O₃ díky oxidačním reakcím narušit metabolismus buněk a se stejnou vervou si poradí i s bílkovinnými obaly mikroskopických virů.
Průmyslový generátor ozonu pro úpravny pitné vody
Typický zápach ozonu proto známe i z mnoha koupališť a stále častěji i ze sklenice s vodou, úpravny pitné vody totiž používají ozon jako další prvek celého systému čištění. Tomuto procesu se říká ozonizace.
O₃ v éře koronaviru
Když na počátku letošního jara naplno propukla globální pandemie koronaviru, všichni hledali co nejvhodnější způsob dezinfekce veřejných prostor. Na trhu se objevilo nepřeberné množství vysokofrekvenčních UV zářičů a čističek vzduchu (UVC) a mnozí si konečně vzpomněli také na ozon.
Mobilní generátor Virbuster 10000A od Diametralu dokáže vyrobit až 10 000 mg O₃/hod.
Plyn totiž v uzavřené místnosti pronikne po určitém čase a v dostatečné koncentraci do každé škvíry, zatímco UVC spolehlivě zabije jen ty mikroby, na které dopadnou jeho paprsky.
Na trhu se proto začaly postupně objevovat malé plechové krabice – mobilní generátory ozonu. A když koronavirus počátkem března doputoval i do Česka, s preventivní ozonizací začaly také mnohé zdejší dopravní podniky, které tímto způsobem ve svých depech sterilizovaly autobusy, trolejbusy, tramvaje a vlakové soupravy.
Jak funguje generátor ozonu
Zatímco třicet kilometrů nad zemským povrchem vzniká ozon neustálým pohlcováním kosmického UV záření molekulami kyslíku, plechová krabice s hmotností nejvýše několika kilogramů a o velikosti menší mikrovlnky na to jde úplně jinak.
Nitro běžného výbojového generátoru O₃ je vlastně docela jednoduché
Molekulu kyslíku totiž můžeme na volné atomy rozbít ještě jedním a docela elegantním způsobem, který všichni dobře znáte: stačí dodat kyslíku dostatek energie ve formě elektrického výboje. Ozon vzniká kdekoliv, kde to jiskří, ať už je to úder blesku při letní bouřce, nebo třeba kartáčový elektromotor.
V malém mobilním ozonovém generátoru nicméně nenajdete ani letní bouřku, ani jiskřící motor, ale obvod, který při napětí až několika tisíc voltů vytvoří samovolný doutnavý výboj – korónu. Zpravidla se jedná o konstrukci dvojité dielektrické keramické desky s mřížkou, která po připojení k 230 V začne zářit namodralým a klidným světlem výboje.
Vysokonapěťový generátor a namodralý výboj, který ve vzduchu mění molekuly O₂ na O₃
Podstatné je to, že okolní vzduch proudící okolo destiček je bombardovaný nabitými částicemi a O₂ se obohacuje na náš kýžený O₃. Další fotografie najdete v komentované galerii.
Obecné schéma výroby trikyslíku pomocí řízeného elektrického výboje
Z AliExpressu to raději nekupujte
Mimochodem, moduly keramických desek pro výrobu doutnavého výboje dnes seženete za pár kaček i na AliExpressu třeba pod názvem „ozone ceramic plate“ a na první pohled vypadají identicky jako ty, které najdete v komerčních generátorech. S trochou nadsázky je stačí jen připojit k 230 V, což zvládne každý zkušenější elektrokutil.
AliExpress je sice plný kompaktních výbojových generátorů O₃, ale bez patřičné dokumentace, natož jakékoliv evropské certifikace.
Ale pozor, ozon je ve vyšších koncentracích toxický plyn, společně s ním vznikají při reakci také další odpadní oxidy dusíku a co je nejdůležitější, jak nás upozornil tuzemský Diametral, asijské generátory s nejistým původem by u nás nikdy neprošly atestací.
Český VirBuster
Diametral se zároveň chlubí, že je jedním z mála českých výrobců podobných mobilních čističek, a tak jsme si právě jeho model v hodnotě několika tisíc korun půjčili a rozebrali do posledního šroubku – posloužil nám jako demonstrační zařízení.
Podívejte se na představení generátoru ozonu a natočíme jej i během jeho provozu při odstraněném krytu:
Řada VirBuster dokáže dle konkrétního modelu dezinfikovat v rozumném čase prostor středně velké provozovny a u těch větších lze výrobu ozónu znásobit zapojením vícero kusů, které se postarají o celý openspace.
VirBuster je dnes volně k dispozici v mnoha e-shopech, používá již zmíněnou techniku vysokonapěťového doutnavého výboje a konstrukci se dvěma keramickými deskami s mřížkou.
Pozor na kancelářský fíkus
Jak už jsme si řekli v úvodu, ozon patří k nejsilnějším oxidačním činidlům, neničí tedy jen bakterie a viry, ale používají jej třeba i některé elektrické čističky vzduchu, protože pomáhá rozkládat složité uhlovodíkové molekuly; třeba pachy biologického původu.
Naše krabice, která má za úkol zabít všechny mikroby v okolí, ale dokáže vyrobit i několik desítek tisíc miligramů O₃ za hodinu. Je to mnohem silnější dělo, a tak v návodu každého podobného zařízení nakonec nechybí upozornění, abyste z bytu, kanceláře nebo i openspacu odstranili vše živé.
Nejen sebe samotné a klícku s korporátními morčaty, ale při častém používání i obvyklou interiérovou květenu. Ozon totiž může narušit buněčnou strukturu jejich listů, a tak nemusí zabít jen škodlivé mikroby, ale v éře pandemie a pravidelného ozonového čištění zasedaček i oblíbený fíkus generálního ředitele.
