Nuova ricerca: aumentare la produzione di perossido di idrogeno tramite elettrolisi dell'acqua

RomeRicercatori dell'Università Ruhr di Bochum in Germania, tra cui i dottori Lejing Li e Carla Santana Santos e il professor Wolfgang Schuhmann, hanno sviluppato un metodo per aumentare la produzione di perossido di idrogeno durante l'elettrolisi dell'acqua, un processo che solitamente produce anche ossigeno, spesso sprecato. Il perossido di idrogeno è prezioso per diverse industrie. I loro risultati sono stati pubblicati su Angewandte Chemie International Edition il 24 giugno 2024.

Aspetti chiave includono:

• Il ruolo del tampone di carbonato.
• Importanza del valore del pH locale.
• Dinamiche energetiche dei processi di reazione.

Splitting water di solito ci dà idrogeno e ossigeno. Ma per molte industrie, il perossido di idrogeno è più utile dell'ossigeno. Il perossido di idrogeno è usato nei prodotti per la pulizia, nella candeggina e come combustibile. Normalmente, produrre perossido di idrogeno implica metodi complicati e non sempre ecologici. Migliorare l'elettrolisi dell'acqua per ottenere perossido di idrogeno insieme all'idrogeno potrebbe rendere la produzione più semplice e rispettosa dell'ambiente.

L'acqua ossigenata si forma in certe condizioni. Questa ricerca ha rivelato che l'aggiunta di un tampone carbonato alla soluzione di elettrolisi modifica il modo in cui avviene la reazione. I tamponi carbonati, come l'acido carbonico, rilasciano protoni che interagiscono con l'idrogenocarbonato per mantenere un pH stabile nella soluzione.

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Le reazioni di elettrolisi avvengono agli elettrodi quando si applica una tensione. Durante questo processo, il livello di pH cambia a causa dei protoni rilasciati. Queste variazioni di pH influenzano i prodotti della reazione. I ricercatori dell'Università della Ruhr a Bochum hanno sviluppato un metodo per misurare il pH vicino alle superfici degli elettrodi.

Gli scienziati hanno scoperto che alti livelli di bicarbonato vicino all'elettrodo favoriscono la produzione di perossido di idrogeno. Il bicarbonato genera una sostanza che impedisce la formazione indesiderata di ossigeno. Questo è fondamentale perché produrre perossido di idrogeno direttamente dall'elettrolisi dell'acqua è stato difficile a causa della complessità della termodinamica.

Questa ricerca potrebbe sembrare molto scientifica, ma in realtà è estremamente utile. Comprendere come vengono prodotti l'idrogeno e il perossido di idrogeno ci permette di migliorare i metodi industriali rendendoli più efficienti e puliti. Questo può trasformare il modo in cui produciamo importanti sostanze chimiche, sostenere gli obiettivi di sostenibilità e ridurre i danni ambientali.

La ricerca dimostra l'importanza della ricerca di base per il miglioramento tecnologico. Approfondendo le condizioni dell'elettrolisi e le soluzioni tampone, potremmo ottimizzare la produzione di perossido di idrogeno. Questo renderebbe il processo più adatto all'uso industriale su larga scala, portando a soluzioni chimiche più sostenibili.