Найден простой и экологичный способ производства перекиси водорода

Новый процесс получения перекиси водорода, разработанный инженерами-химиками MIT, однажды может быть использован для создания портативных устройств, использующих воду, воздух и электричество для её производства там, где она необходима.

Химическая формула перекиси водорода проста: это молекула воды с некоторым количеством дополнительного кислорода, или H2O2. Делать перекись тоже не так уж и сложно. В наши дни она ценится за её отбеливающие и дезинфицирующие свойства, доказавшие свою эффективность при уничтожении микробов в относительно низких концентрациях. Кроме того, она довольно быстро и безопасно деградирует в окружающей среде. Сейчас для удовлетворения промышленного спроса на перекись водорода используется метод, при котором молекулы кислорода, получаемые из метана, сокращаются за счет использования водорода с небольшой помощью катализатора. В результате образуется большое количество перекиси водорода, но для этого также требуется много ископаемых топливных ресурсов.

Поэтому целлюлозно-бумажное или медицинское производство, расположенное в глуши, вынуждено либо импортировать перекись водорода в достаточном количестве, либо использовать другой способ для её производства на месте. Большинство существующих процессов являются медленными и неэффективными. Чтобы повысить эффективность, в технологических процессах могут использоваться токсичные добавки, такие как свинец или ртуть.

Фото: Murray et al., Joule, 2019
Инженер-химик Йогеш Сурендранат и его команда разработали ещё один способ получения перекиси водорода. Вместо того, чтобы брать водород из метана, вода может быть разбита на водород и кислород через электролиз, используя не более сложный электрический ток, проходящий между парой электродов. Затем водород, как обычно, передаётся на катализатор антрахинона, который транспортируется через систему, где смешивается с растворителем, а затем вводится в окисленный кислородом раствор для образования перекиси водорода.

Процесс электролиза в сочетании с пошаговой передачей водородосодержащего катализатора является ключом к повышению эффективности процесса без необходимости использования каких-либо потенциально опасных элементов. 

Команде уже удалось продемонстрировать свою работу с помощью пробного макета в лаборатории, который потреблял довольно скромное количество энергии. Тем не менее, учёные отмечают, что еще есть много возможностей для улучшения технологии производства, поэтому в ближайшее время ожидать появления чего-то подобного на рынке не приходится. 

Фото: PixaBay