تولید پراکسید هیدروژن با استفاده از نور خورشید در دانشگاه کرنل

تحول بزرگ در صنعت شیمی؛ تولید پراکسید هیدروژن با نور خورشید، آب و هوا

دانشمندان دانشگاه کرنل آمریکا به روشی نوین دست یافته‌اند که می‌تواند تولید پراکسید هیدروژن، یکی از مواد شیمیایی ضروری، را با استفاده از نور خورشید، آب و اکسیژن هوا دگرگون کند. این روش می‌تواند به آغاز عصر شیمی پاک و غیرمتمرکز کمک کند.

روش نوین تولید پراکسید هیدروژن

در این پیشرفت فناوری سبز، پژوهشگران دانشگاه کرنل موفق به تولید پراکسید هیدروژن بدون نیاز به سوخت‌های فسیلی، حرارت بالا یا مواد سمی شدند. به گزارش منتشر شده در مجله نیچر کامیونیکیشنز، مزایای این روش نشان می‌دهد که می‌تواند صنایع مختلف از جمله تصفیه آب، تولید نیمه‌هادی‌ها و بخش پزشکی را متحول کند.

مروری بر تولید پراکسید هیدروژن

پراکسید هیدروژن یکی از مواد صنعتی مهم است که به طور گسترده در تصفیه و گندزدایی آب، ساخت نیمه‌هادی‌ها و تولید میکروچیپ‌ها کاربرد دارد. با این وجود، ۹۹ درصد از تولید آن به روش آنتراکینون وابسته است که روندی آلاینده و هزینه‌بر است.

فناوری جدید چگونه کار می‌کند؟

محققان مواد جدیدی به نام‌های ATP-COF-1 و ATP-COF-2 را طراحی کردند که از خانواده چارچوب‌های آلی کووالانسی هستند. این مواد توانایی جذب نور خورشید، جدا کردن الکترون‌ها و فعال‌سازی واکنش بین آب و اکسیژن را دارند که در نهایت به تولید پراکسید هیدروژن منجر می‌شود.

مزایای روش جدید

• کاهش خطر حمل‌ونقل مواد شیمیایی خطرناک
• کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای
• کاهش مصرف انرژی و حذف فرایندهای وابسته به حرارت یا فشار بالا

چالش‌های پیش رو

با وجود مزایای قابل توجه، تولید پراکسید هیدروژن با این روش هنوز باید از نظر اقتصادی با روش آنتراکینون رقابت کند. پژوهشگران امیدوارند با توسعه تولید انبوه مواد COF و طراحی دستگاه‌های کوچک، هزینه‌ها کاهش یابد.

پتانسیل کربن‌زدایی

صنایع شیمیایی سالانه بیش از ۹۰۰ میلیون تن دی‌اکسید کربن منتشر می‌کنند و جایگزینی روش‌های سوختی با فناوری خورشیدی می‌تواند منجر به کاهش قابل توجهی از این انتشار شود. این نوآوری می‌تواند زنجیره تأمین جهانی پراکسید هیدروژن را تغییر دهد و به بازتعریف تولید مواد شیمیایی پاک کمک کند.

آینده‌ای روشن برای شیمی پاک

تحقیق انجام شده در دانشگاه کرنل می‌تواند به تولید ایمن‌تر و تمیزتر پراکسید هیدروژن منجر شود و دسترسی به مواد ضدعفونی‌کننده و تصفیه آب را افزایش دهد. در صورت پیشرفت این فناوری، ممکن است در آینده نزدیک شاهد ورود دستگاه‌های تولید پراکسید هیدروژن به بازار باشیم.