p Peróxido de hidrogênio (H ₂ O ₂ ) encontrou muitas aplicações na indústria moderna, incluindo atuar como um oxidante verde em desinfetantes, agentes de branqueamento, agentes sanitizantes, síntese química, e até mesmo como um portador de energia potencial. Um novo catalisador, que permite a geração no local de H ₂ O ₂ foi desenvolvido. Ele ganhou muita atenção tanto na academia quanto na indústria como um rápido, método simples e barato para produzir H ₂ O ₂ , que está em constante demanda. p Uma equipe de pesquisa, liderado pelo Professor Jong-Beom Baek na Escola de Energia e Engenharia Química da UNIST desenvolveu um catalisador eletroquímico de alta eficiência à base de carbono para uso na produção de H ₂ O ₂ . Porque é baseado em carbono, é barato e não requer processos complicados, e, portanto, permite a produção no local de H ₂ O ₂ . Este estudo é particularmente significativo, pois também identificou os locais ativos onde ocorrem as reações catalíticas.

p Peróxido de hidrogênio (H ₂ O ₂ ), comumente usado como desinfetante em farmácias, é um oxidante ecológico usado como alcaçuz em vários processos industriais. Além disso, células de combustível de hidrogênio usadas em veículos elétricos podem ser usadas em vez de hidrogênio, e espera-se que a demanda aumente rapidamente no futuro. Contudo, o processo da antraquinona, que produz peróxido de hidrogênio, é complexo, ampla, e consome muita energia. Portanto, há um custo de transporte e armazenamento do peróxido de hidrogênio produzido até o local, e também há um problema de gerenciamento de peróxido de hidrogênio altamente reativo em alta concentração.

p A equipe de pesquisa se concentrou no método eletroquímico como método de produção de peróxido de hidrogênio para substituir o processo da antraquinona. Isso induz a redução do oxigênio em peróxido de hidrogênio, desenvolvendo catalisadores de alta eficiência com base em materiais baratos de carbono. Eles sintetizaram o catalisador ligando grupos funcionais, como quinona, éter, e carbonil para materiais finos à base de carbono, como grafeno. Como resultado, conseguiu sintetizar um catalisador com alta eficiência de 97,8%.

p O estudo também identificou o local ativo exato onde ocorre a reação catalítica. O material à base de óxido de carbono anteriormente relatado como um catalisador gerador de peróxido de hidrogênio contém vários grupos funcionais de oxigênio, portanto, não se sabe exatamente qual grupo funcional é o sítio ativo do catalisador. Desta vez, os locais ativos exatos foram analisados ​​sintetizando materiais de óxido de carbono com grupos funcionais de oxigênio separados, como quinona, éter, e carbonil. Como resultado, foi confirmado que o material de óxido de carbono com muitos grupos funcionais quinona mostra a maior eficiência catalítica.

p "Este estudo visa aumentar a compreensão dos sítios ativos importantes para a produção de peróxido de hidrogênio, "diz Gao-Feng Han, o principal autor do estudo. "Além do experimento, o método de cálculo da teoria da função de densidade foi usado para confirmar que o grupo funcional quinona tinha alta atividade catalítica e sobretensão muito pequena na reação de produção de peróxido de hidrogênio (ORHP). "

p "Nossas descobertas fornecem diretrizes para o projeto de catalisadores à base de carbono, que têm alta seletividade e atividade simultâneas para H ₂ O ₂ síntese, "diz o professor Baek." Com isso, é possível reduzir o custo necessário para o transporte e armazenamento do peróxido de hidrogênio e expandir a gama de uso do peróxido de hidrogênio em vários campos industriais. "