Ny studie: förbättring av väteperoxidproduktion via vattenelektrolys med hjälp av karbonat.

StockholmForskare vid Ruhruniversitetet i Bochum, Tyskland, inklusive Dr. Lejing Li, Dr. Carla Santana Santos och professor Wolfgang Schuhmann, har upptäckt ett sätt att öka produktionen av väteperoxid under vattens elektrolys, en process som vanligtvis också producerar syre, vilket ofta går till spillo. Väteperoxid är värdefull inom flera industrier. Deras upptäckter publicerades i Angewandte Chemie International Edition den 24 juni 2024.

Viktiga aspekter innefattar:

• Betydelsen av karbonatbuffert.
• Vikten av lokala pH-värden.
• Energidynamik vid reaktionsprocesser.

Att dela vatten brukar ge oss väte och syre. Men för många industrier är väteperoxid mer användbar än syre. Väteperoxid används i rengöringsprodukter, blekmedel och som bränsle. Vanligtvis innebär tillverkningen av väteperoxid komplicerade och inte alltid miljövänliga metoder. Om man kan förbättra vattens elektrolys för att producera väteperoxid tillsammans med väte kan det göra produktionen enklare och bättre för miljön.

Väteperoxid bildas under vissa förhållanden. Denna studie visade att tillsats av en karbonatbuffert till elektrolyslösningen förändrar hur reaktionen sker. Karbonatbuffertar, såsom kolsyra, avger protoner som reagerar med vätekarbonat för att upprätthålla ett stabilt pH i lösningen.

Läs också:

Idag · 03:39

Nya insikter om Uranus och Neptunus: avslöjar hemligheterna bakom deras kaotiska magnetfält

Elektrolysreaktioner sker vid elektroderna när spänning appliceras. Under denna process förändras pH-nivån på grund av frisatta protoner, och dessa pH-ändringar påverkar reaktionsprodukterna. Forskare vid Ruhr University Bochum har utvecklat ett sätt att mäta pH-värdet nära elektrodytorna.

Forskare har upptäckt att höga halter av vätekarbonat nära elektroden bidrar till att producera väteperoxid. Vätekarbonaten skapar en substans som förhindrar oönskat syre från att bildas. Detta är viktigt eftersom att framställa väteperoxid direkt från vattenelektrolys har varit utmanande på grund av komplicerad termodynamik.

Denna forskning kan verka mycket vetenskaplig, men den är faktiskt väldigt användbar. Genom att förstå hur väte och väteperoxid bildas, kan vi förbättra industriella metoder för att göra dem mer effektiva och miljövänliga. Detta kan förändra sättet vi producerar viktiga kemikalier på, stödja hållbarhetsmål och minska miljöpåverkan.

Resultatet visar hur viktig grundforskning är för att förbättra tekniken. Genom att studera elektrolysförhållanden och buffertlösningar mer noggrant kan vi förbättra produktionen av väteperoxid. Detta skulle göra processen mer lämplig för storskalig industriell användning och därigenom leda till mer miljövänliga kemilösningar.