Nouvelles découvertes : augmenter la production de peroxyde d’hydrogène par électrolyse de l’eau

ParisDes chercheurs de l'Université Ruhr de Bochum en Allemagne, dont le Dr Lejing Li, le Dr Carla Santana Santos et le Professeur Wolfgang Schuhmann, ont découvert une méthode permettant d'augmenter la production de peroxyde d'hydrogène lors de l'électrolyse de l'eau, un processus qui produit habituellement aussi de l'oxygène souvent gaspillé. Le peroxyde d'hydrogène est précieux pour diverses industries. Leurs résultats ont été publiés dans l'édition internationale d'Angewandte Chemie le 24 juin 2024.

Les points cruciaux comprennent :

• Le rôle du tampon carbonate.
• L'importance de la valeur locale du pH.
• Les dynamiques énergétiques des processus de réaction.

Diviser l'eau nous donne habituellement de l'hydrogène et de l'oxygène. Cependant, pour de nombreuses industries, le peroxyde d'hydrogène est plus utile que l'oxygène. Le peroxyde d'hydrogène est utilisé dans les produits de nettoyage, la décoloration et comme carburant. Normalement, la production de peroxyde d'hydrogène implique des méthodes complexes et pas toujours écologiques. Améliorer l'électrolyse de l'eau pour produire du peroxyde d'hydrogène en même temps que de l'hydrogène pourrait simplifier le processus et être meilleur pour l'environnement.

Hydrogène peroxyde se forme sous certaines conditions. Cette étude a révélé que l'ajout d'un tampon carbonaté à la solution d'électrolyse modifie la façon dont la réaction se déroule. Les tampons carbonatés, comme l'acide carbonique, libèrent des protons qui interagissent avec le bicarbonate d'hydrogène pour maintenir un pH stable dans la solution.

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Les réactions d'électrolyse se produisent aux électrodes lorsque de la tension est appliquée. Pendant ce processus, le niveau de pH change en raison des protons libérés. Ces variations de pH influencent les produits de la réaction. Des chercheurs de l'Université de la Ruhr à Bochum ont mis au point une méthode pour mesurer le pH près des surfaces des électrodes.

Des chercheurs ont découvert que des niveaux élevés de bicarbonate près de l'électrode favorisent la création de peroxyde d'hydrogène. Le bicarbonate empêche la formation indésirable d'oxygène, ce qui est essentiel, car produire du peroxyde d'hydrogène directement par électrolyse de l'eau s'est avéré difficile en raison de la complexité thermodynamique.

Cette recherche, bien que très scientifique, trouve une utilité concrète. En comprenant la production de l'hydrogène et du peroxyde d'hydrogène, nous pouvons optimiser les procédés industriels pour les rendre plus efficaces et écologiques. Cela peut transformer la fabrication de produits chimiques essentiels, soutenir les objectifs de durabilité et réduire les dégâts environnementaux.

La recherche fondamentale s'avère cruciale pour le progrès technologique. En approfondissant nos connaissances sur les conditions d'électrolyse et les solutions tampons, nous pourrions améliorer la production de peroxyde d'hydrogène. Cela rendrait le procédé plus adapté à une utilisation industrielle à grande échelle, ouvrant la voie à des solutions chimiques plus respectueuses de l'environnement.