Реактор в форме клетки
Ученые создали крошечный нанореактор, имитирующий структуру живых клеток, для производства перекиси водорода с использованием только солнечного света и воды. Полый реактор имеет ядро из сульфида кадмия, покрытое полидофамином. Он сочетает светоулавливающую полость с протон-релейной оболочкой, которые вместе управляют химической реакцией.
Команда из Даляньского института химической физики Китайской академии наук опубликовала результаты в Journal of the American Chemical Society. Реактор достиг скорости фотосинтеза перекиси водорода 3,24 миллимоля на грамм катализатора в час.
Почему перекись водорода важна
Перекись водорода — одно из наиболее широко используемых промышленных химических веществ. Она применяется в отбеливании, дезинфекции, очистке воды и производстве электроники. Традиционное производство relies на энергоемкие процессы, связанные с ископаемым топливом, а химикат часто перевозится в концентрированном виде, что сопряжено с рисками.
Производство перекиси водорода на месте из солнечного света и воды устранило бы большую часть этих затрат и опасностей. Поскольку новая система работает на видимом свете и воде, она избегает агрессивных реагентов и высоких энергозатрат.
От лаборатории к практическому применению
Исследователи встроили нанореактор в перерабатываемый гидрогель. Они говорят, что система на основе геля продолжала стабильно производить перекись водорода под естественным солнечным светом, что выводит технологию за рамки лабораторного курьеза.
Этот подход — шаг к искусственному фотосинтезу, где engineered материалы улавливают солнечный свет, как листья. При масштабировании реакторы на солнечной энергии могли бы производить перекись водорода локально и по требованию, снижая зависимость от ископаемого топлива и опасных перевозок. Команда заявляет, что те же принципы проектирования могут быть применены к другим химическим реакциям, открывая новые пути для более чистого производства.