Новий пристрій виробляє перекис водню для очищення води - ScienceDaily
Обмежений доступ до чистої води є головною проблемою для мільярдів людей у країнах, що розвиваються, де джерела води часто забруднюються міськими, промисловими та сільськогосподарськими відходами. Багато хвороботворних організмів та органічних забруднювачів можна швидко видалити з води за допомогою перекису водню, не залишаючи шкідливих залишкових хімічних речовин. Однак виробництво та розподіл перекису водню є проблемою у багатьох частинах світу.
Зараз вчені Національної лабораторії прискорювачів SLAC Департаменту енергетики та Стенфордського університету створили невеликий пристрій для виробництва пероксиду водню, який може живитися від поновлюваних джерел енергії, таких як звичайні сонячні панелі.
"Ідея полягає в тому, щоб розробити електрохімічну клітину, яка генерує пероксид водню з кисню та води на місці, а потім використовувати цю перекис водню в підземних водах для окислення органічних забруднень, шкідливих для людського поглинання", - сказав Кріс Хан, науковий співробітник SLAC.
Про їх результати було повідомлено 1 березня в галузі реакційної хімії та техніки.
Проект представляв собою співпрацю між трьома дослідницькими групами Центру досліджень інтерфейсів та каталізу SUNCAT, який спільно проводять SLAC та Стенфордський університет.
"Більшість проектів у SUNCAT йдуть подібним шляхом", - сказав Чжихуа (Білл) Чен, аспірант у групі Тома Джарамілло, доцента SLAC і Стенфорда. "Вони починають з прогнозів, заснованих на теорії, переходять до розробки каталізатора і з часом виробляють прототип пристрою з практичним застосуванням".
Командна робота
У цьому випадку дослідники теоретичної групи під керівництвом професора SLAC/професора Стенфорда Єнса Ньорскова використовували обчислювальне моделювання в атомних масштабах для дослідження вуглецевих каталізаторів, здатних знизити вартість та підвищити ефективність виробництва перекису водню. Їх дослідження показало, що більшість дефектів цих матеріалів є природно селективними для утворення пероксиду водню, а деякі також є дуже активними. Оскільки дефекти можуть природним чином утворюватися в матеріалах на основі вуглецю в процесі росту, ключовим результатом було виготовлення матеріалу з якомога більшою кількістю дефектів.
"Моїм попереднім каталізатором для цієї реакції була платина, яка є надто дорогою для децентралізованого очищення води", - сказала інженер-дослідник Саміра Сіаростамі. "Найкрасивішим у нашому дешевшому матеріалі на основі вуглецю є те, що він має величезну кількість дефектів, які є активними місцями для каталізації виробництва пероксиду водню".