Німецькі вчені створили фотокаталізатор CALiK, що дає втричі більше пероксиду водню

Новий фотокаталізатор для виробництва перекису водню

Як повідомляє НВ — Техно: Засіб із кожної аптечки. Хіміки навчилися отримувати втричі більше перекису водню за допомогою перестановки атомів.

Дослідники з Інституту Макса Планка в Німеччині розробили новий фотокаталізатор CALiK на основі нітриду вуглецю. Цей інноваційний матеріал, що характеризується впорядкованим розташуванням атомів літію та калію, у лабораторних тестах показав результат, що втричі перевищує виробництво пероксиду водню в порівнянні з традиційним нітридом вуглецю. Результати дослідження були опубліковані в журналі Advanced Materials.

Фотокаталізатор CALiK виявився приблизно на 40% продуктивнішим за свій попередник CALi, який містить лише літій. Ефективність нітриду вуглецю як фотокаталізатора часто знижується через швидку рекомбінацію електричних зарядів під час поглинання світла. Однак введення літію і калію, а також контроль їхнього розміщення в структурі нітриду вуглецю суттєво покращив розділення зарядів, що сприяло підвищенню продуктивності.

Синтез та застосування нової технології

Синтез фотокаталізатора CALiK передбачав нагрівання кристалів вуглецю й азоту разом із хлоридом літію та хлоридом калію. Кристали, використані для синтезу, є відомими, але їх застосування для отримання нітридів вуглецю стало новим досягненням у цій галузі. Пероксид водню, що виробляється за допомогою цього процесу, широко використовується як дезінфекційний засіб, відбілювач та в промисловості.

Анна Ло Престі, один із дослідників, зазначила: "Ми вперше змогли продемонструвати, що значення має не лише тип чи кількість іонів, а й їхнє положення в ґратці".

Таким чином, розробка німецьких хіміків може суттєво змінити підходи до виробництва пероксиду водню, зменшуючи енергетичні витрати та спрощуючи процеси, які традиційно вимагають кількох етапів обробки.

Результати цього дослідження мають потенціал для впливу на різні галузі, зокрема медицину, де пероксид водню використовується для дезінфекції, а також у промисловості, де він є важливим компонентом у багатьох виробничих процесах. Підвищення продуктивності виробництва пероксиду водню може привести до зниження витрат та покращення екологічної ефективності, що є важливим фактором у сучасному світі, де енергозбереження та екологічна стійкість стають дедалі актуальнішими.

Цікаво, що в галузі каталізаторів не лише німецькі вчені роблять значні відкриття. Наприклад, дослідники з Китаю розробили каталізатор на основі алюмінію, який уповільнює деградацію натрій-сірчаних акумуляторів. Це відкриття також може суттєво вплинути на енергетичні технології, підкреслюючи важливість інновацій у цій сфері.