Solun muotoinen reaktori
Tutkijat ovat rakentaneet pienen nanoreaktorin, joka jäljittelee elävien solujen rakennetta valmistaakseen vetyperoksidia käyttämällä vain auringonvaloa ja vettä. Ontossa reaktorissa on kadmiumsulfidiydin, joka on päällystetty polydopamiinilla. Se yhdistää valoa sieppaavan ontelon protoninsiirtokuoreen, jotka toimivat yhdessä kemiallisen reaktion ajamiseksi.
Kiinan tiedeakatemian Dalianin kemiallisen fysiikan instituutin tiimi julkaisi tulokset Journal of the American Chemical Society -lehdessä. Reaktori saavutti vetyperoksidin fotosynteesinopeuden 3,24 millimoolia grammaa katalyyttiä kohti tunnissa.
Miksi vetyperoksidi on tärkeää
Vetyperoksidi on yksi eniten käytetyistä teollisuuskemikaaleista. Sitä käytetään valkaisussa, desinfioinnissa, vedenkäsittelyssä ja elektroniikan valmistuksessa. Perinteinen tuotanto perustuu energiaa kuluttaviin prosesseihin, jotka ovat sidoksissa fossiilisiin polttoaineisiin, ja kemikaalia kuljetetaan usein väkevöitynä, mikä aiheuttaa riskejä.
Vetyperoksidin valmistaminen paikan päällä auringonvalosta ja vedestä poistaisi suuren osan kustannuksista ja vaaroista. Koska uusi järjestelmä toimii näkyvällä valolla ja vedellä, se välttää voimakkaita reagensseja ja korkean energian panoksia.
Laboratoriosta käytäntöön
Tutkijat upottivat nanoreaktorin kierrätettävään hydrogeeliin. He sanovat, että geelipohjainen järjestelmä tuotti vetyperoksidia tasaisesti luonnollisessa ulkoilmassa auringonvalossa, mikä vie teknologian laboratoriokokeilua pidemmälle.
Lähestymistapa on askel kohti keinotekoista fotosynteesiä, jossa suunnitellut materiaalit sieppaavat auringonvaloa kuten lehdet. Jos se skaalataan, auringonvalolla toimivat reaktorit voisivat tuottaa vetyperoksidia paikallisesti ja tarpeen mukaan, vähentäen riippuvuutta fossiilisista polttoaineista ja vaarallisista kuljetuksista. Tiimi sanoo, että samoja suunnitteluperiaatteita voitaisiin soveltaa muihin kemiallisiin reaktioihin, avaten uusia polkuja puhtaampaan valmistukseen.