Ученые из Массачусетского технологического университета улучшили антрахиноновый процесс для производства воздуха, воды и электричества.
Перекись водорода – препарат для обеззараживания ран, поверхностей и средство отбеливания. В отличие от воды в её составе дополнительная молекула кислорода, формула – H2O2. Химик Луи Жак Тенар открыл её два столетия назад, осуществив реакцию бария и азотной кислоты. После этого добывали путём электролиза и последующего гидролиза серной кислоты.
В настоящее время перекись производят путём окисления водорода кислородом с помощью катализатора – молекулы алкилантрагидрохинона (процесс антрахинонового синтеза).
Плюсы метода — высокая производительность перекиси. Минусы — транспортировка необходимых компонентов в отдаленные регионы затруднена.
Для этого процесса водород обычно получают из метана, взрывоопасного газа. Продукт реакции также взрывоопасен: пероксид нельзя перевозить в чистом виде или слаборазбавленным (более 35% перекиси). В реакторе часто используют токсичные металлы типа ртути или свинца для ускорения процесса, что повышает вероятный вред антрахинонового процесса для окружающей среды.
Авторы работы, опубликованной в JouleУченые предложили способ получения пероксида водорода экологичным путем в удаленных поселениях, сообществах или на предприятиях. Вместо метана для получения водорода ученые предложили использовать электролиз воды. Полученный таким методом водород подается в проточный реактор, где в кислородной среде образует пероксид.
Это удивительный процесс: берётся много составляющих — вода, воздух, электричество, доступные на месте, — и с их помощью производится важное химическое вещество для очистки окружающей среды. Учёные собрали экспериментальную установку, которая уже продемонстрировала хорошую работоспособность при минимальных энергозатратах.
Авторы исследования считают, что процесс антрахинонового синтеза имеет потенциал для совершенствования. Самыми перспективными направлениями считаются корректировка концентрации катализатора в проточных реакторах или замена его на более экономичный вариант.
Ранее ученые из Кембриджского университета предложили Использовать искусственный фотосинтез для производства синтез-газа, смесь кислорода и водорода, — задача специалистов из Стэнфорда. разработали гель для предотвращения лесных пожаров.