Nuevo método para aumentar la producción de peróxido de hidrógeno durante la electrólisis del agua

MadridInvestigadores de la Universidad Ruhr de Bochum en Alemania, entre ellos la Dra. Lejing Li, la Dra. Carla Santana Santos y el Profesor Wolfgang Schuhmann, han descubierto una manera de aumentar la producción de peróxido de hidrógeno durante la electrólisis del agua, un proceso que normalmente también produce oxígeno, el cual a menudo se desperdicia. El peróxido de hidrógeno tiene un gran valor para diversas industrias. Sus hallazgos fueron publicados en Angewandte Chemie International Edition el 24 de junio de 2024.

Aspectos clave incluyen:

• La función del tampón de carbonato.
• La importancia del valor del pH local.
• Dinámica energética de los procesos de reacción.

Dividir el agua generalmente produce hidrógeno y oxígeno. Sin embargo, para muchas industrias, el peróxido de hidrógeno es más útil que el oxígeno. Este compuesto se emplea en productos de limpieza, blanqueadores e incluso como combustible. Habitualmente, la fabricación de peróxido de hidrógeno se realiza mediante métodos complicados y no siempre ecológicos. Mejorar la electrólisis del agua para obtener peróxido de hidrógeno junto con hidrógeno podría simplificar la producción y ser más beneficioso para el medio ambiente.

El peróxido de hidrógeno se forma en ciertas condiciones. Este estudio descubrió que al añadir un amortiguador de carbonato a la solución de electrólisis, la reacción se transforma. Los amortiguadores de carbonato, como el ácido carbónico, liberan protones que interactúan con el bicarbonato de hidrógeno para mantener un pH estable en la solución.

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Las reacciones de electrólisis se producen en los electrodos cuando se aplica voltaje. Durante este proceso, el nivel de pH cambia debido a los protones liberados. Estos cambios en el pH influyen en los productos de la reacción. Investigadores de la Universidad Ruhr de Bochum han desarrollado un método para medir el pH cerca de las superficies de los electrodos.

Científicos han descubierto que altos niveles de bicarbonato de hidrógeno cerca del electrodo facilitan la creación de peróxido de hidrógeno. El bicarbonato de hidrógeno produce una sustancia que evita la formación indeseada de oxígeno. Esto es crucial, ya que obtener peróxido de hidrógeno directamente a partir de la electrólisis del agua ha sido complicado debido a la termodinámica.

Esta investigación puede parecer muy científica, pero en realidad es sumamente útil. Al comprender cómo se producen el hidrógeno y el peróxido de hidrógeno, podemos mejorar los métodos industriales para ser más eficientes y ecológicos. Esto puede cambiar la manera en que fabricamos productos químicos importantes, apoyar metas de sostenibilidad y reducir el daño ambiental.

El descubrimiento destaca la importancia de la investigación básica para el avance tecnológico. Al profundizar en las condiciones de la electrólisis y las soluciones tampón, podríamos mejorar la producción de peróxido de hidrógeno. Esto haría el proceso más adecuado para su uso a gran escala en la industria, promoviendo soluciones químicas más amigables con el medio ambiente.