Een reactor gevormd als een cel
Wetenschappers hebben een kleine nanoreactor gebouwd die de structuur van levende cellen nabootst om waterstofperoxide te maken met alleen zonlicht en water. De holle reactor heeft een cadmiumsulfidekern bedekt met polydopamine. Het combineert een lichtvangende holte met een protonoverdrachtsschaal die samen de chemische reactie aandrijven.
Het team van het Dalian Institute of Chemical Physics van de Chinese Academie van Wetenschappen publiceerde de resultaten in het Journal of the American Chemical Society. De reactor bereikte een fotosynthesesnelheid van waterstofperoxide van 3,24 millimol per gram katalysator per uur.
Waarom waterstofperoxide belangrijk is
Waterstofperoxide is een van de meest gebruikte industriële chemicaliën. Het komt voor in bleken, desinfectie, waterbehandeling en elektronica-productie. Conventionele productie is afhankelijk van energie-intensieve processen die aan fossiele brandstoffen zijn gekoppeld, en de chemische stof wordt vaak in geconcentreerde vorm vervoerd, wat risico's met zich meebrengt.
Het ter plaatse maken van waterstofperoxide uit zonlicht en water zou veel van die kosten en gevaren wegnemen. Omdat het nieuwe systeem op zichtbaar licht en water draait, vermijdt het agressieve reagentia en energie-intensieve inputs.
Van lab naar praktisch gebruik
De onderzoekers plaatsten de nanoreactor in een recyclebare hydrogel. Ze zeggen dat het gelsysteem onder natuurlijk buitenzonlicht gestaag waterstofperoxide bleef produceren, wat de technologie verder brengt dan een laboratoriumcuriositeit.
De aanpak is een stap in de richting van kunstmatige fotosynthese, waarbij technische materialen zonlicht opvangen zoals bladeren dat doen. Als het wordt opgeschaald, zouden door zonlicht aangedreven reactoren lokaal en op aanvraag waterstofperoxide kunnen produceren, waardoor de afhankelijkheid van fossiele brandstoffen en gevaarlijk transport afneemt. Het team zegt dat dezelfde ontwerpprincipes op andere chemische reacties kunnen worden toegepast, wat nieuwe wegen opent voor schonere productie.