Un nou dispozitiv produce peroxid de hidrogen pentru purificarea apei
Accesul limitat la apă curată este o problemă majoră pentru miliarde de oameni din lumea în curs de dezvoltare, unde sursele de apă sunt adesea contaminate cu deșeuri urbane, industriale și agricole. Multe organisme care cauzează boli și poluanți organici pot fi îndepărtați rapid din apă folosind peroxid de hidrogen fără a lăsa substanțe chimice reziduale dăunătoare. Cu toate acestea, producerea și distribuirea peroxidului de hidrogen este o provocare în multe părți ale lumii.
Acum oamenii de știință de la Laboratorul Național de Accelerare SLAC al Departamentului Energiei și Universitatea Stanford au creat un dispozitiv mic pentru producerea de peroxid de hidrogen care ar putea fi alimentat de surse de energie regenerabile, cum ar fi panourile solare convenționale.
„Ideea este de a dezvolta o celulă electrochimică care generează peroxid de hidrogen din oxigen și apă la fața locului și apoi să folosești acel peroxid de hidrogen în apele subterane pentru a oxida contaminanții organici care sunt dăunători oamenilor pentru ingerare”, a declarat Chris Hahn, om de știință asociat al SLAC .
Rezultatele lor au fost raportate la 1 martie în Reaction Chimie și Inginerie.
Proiectul a fost o colaborare între trei grupuri de cercetare de la Centrul SUNCAT pentru Știința Interfeței și Cataliză, care este condus în comun de SLAC și Universitatea Stanford.
"Majoritatea proiectelor de la SUNCAT urmează o cale similară", a spus Zhihua (Bill) Chen, student absolvent în grupul lui Tom Jaramillo, profesor asociat la SLAC și Stanford. „Ei pleacă de la predicții bazate pe teorie, trec la dezvoltarea catalizatorului și în cele din urmă produc un dispozitiv prototip cu o aplicație practică.”
În acest caz, cercetătorii din grupul teoretic condus de profesorul SLAC/Stanford Jens Nørskov au folosit modelarea computerizată, la scară atomică, pentru a investiga catalizatorii pe bază de carbon capabili să scadă costurile și să crească eficiența producției de peroxid de hidrogen. Studiul lor a dezvăluit că majoritatea defectelor acestor materiale sunt selective în mod natural pentru generarea de peroxid de hidrogen, iar unele sunt, de asemenea, extrem de active. Întrucât defectele se pot forma în mod natural în materialele pe bază de carbon în timpul procesului de creștere, constatarea cheie a fost realizarea unui material cu cât mai multe defecte posibil.
„Catalizatorul meu anterior pentru această reacție a folosit platina, care este prea scumpă pentru purificarea descentralizată a apei”, a declarat inginerul de cercetare Samira Siahrostami. „Lucrul frumos al materialului nostru mai ieftin pe bază de carbon este că are un număr imens de defecte care sunt situri active pentru catalizarea producției de peroxid de hidrogen.”