Nieuwe doorbraak: verbeterde productie van waterstofperoxide via waterelektrolyse bij Ruhr University Bochum

AmsterdamWetenschappers van de Ruhr-Universiteit Bochum in Duitsland, waaronder Dr. Lejing Li, Dr. Carla Santana Santos, en professor Wolfgang Schuhmann, hebben een methode ontdekt om de productie van waterstofperoxide te verhogen tijdens water-elektrolyse, een proces dat normaal gesproken ook zuurstof produceert die vaak wordt verspild. Waterstofperoxide is waardevol voor verschillende industrieën. Hun bevindingen werden gepubliceerd in Angewandte Chemie International Edition op 24 juni 2024.

Belangrijke aspecten zijn:

• De rol van een carbonaatbuffer.
• Het belang van lokale pH-waarden.
• Energiedynamiek van reactieprocessen.

Het splitsen van water levert meestal waterstof en zuurstof op. Voor veel industrieën is waterstofperoxide echter nuttiger dan zuurstof. Waterstofperoxide wordt gebruikt in schoonmaakmiddelen, bleek en als brandstof. Normaal gesproken vereist de productie complexe en niet altijd milieuvriendelijke methoden. Door water elektrolyse te verbeteren om naast waterstof ook waterstofperoxide te produceren, kan de productie eenvoudiger en milieuvriendelijker worden.

Waterstofperoxide ontstaat onder bepaalde omstandigheden. Uit dit onderzoek bleek dat het toevoegen van een carbonaatbuffer aan de elektrolyse-oplossing de reactie verandert. Carbonaatbuffers, zoals koolzuur, geven protonen vrij die met waterstofcarbonaat reageren om een stabiele pH in de oplossing te behouden.

Lees ook:

Vandaag · 14:08

Stress verminderen kan impulsieve reacties op verveling beperken

Elektrolyse reacties gebeuren bij de elektroden wanneer er spanning wordt aangelegd. Tijdens dit proces verandert de pH-waarde door vrijgekomen protonen. Deze veranderingen in pH hebben invloed op de reactieresultaten. Onderzoekers aan de Ruhr-Universität Bochum hebben een methode ontwikkeld om de pH-waarde nabij het elektrodeoppervlak te meten.

Wetenschappers hebben ontdekt dat hoge niveaus van waterstofcarbonaat nabij de elektrode bijdragen aan de vorming van waterstofperoxide. Waterstofcarbonaat leidt tot een stof die ongewenste zuurstofvorming voorkomt. Dit is belangrijk omdat het direct produceren van waterstofperoxide uit water via elektrolyse moeilijk is gebleken door ingewikkelde thermodynamische processen.

Dit onderzoek lijkt misschien heel wetenschappelijk, maar het is eigenlijk buitengewoon nuttig. Door te begrijpen hoe waterstof en waterstofperoxide worden geproduceerd, kunnen we industriële processen verbeteren om efficiënter en schoner te werken. Dit kan de manier waarop we belangrijke chemicaliën vervaardigen veranderen, duurzaamheid ondersteunen en milieuvervuiling verminderen.

Deze bevinding benadrukt het belang van fundamenteel onderzoek voor technologische vooruitgang. Door beter inzicht in elektrolyseomstandigheden en buffers te krijgen, kunnen we de productie van waterstofperoxide verbeteren. Dit zou de methode geschikter maken voor grootschalige industriële toepassingen en bijdragen aan milieuvriendelijke chemieoplossingen.