Durchbruch bei der Herstellung von Wasserstoffperoxid auf Graphenbasis
Verfahren liefert höhere Erträge und hat das Potenzial, kostengünstiger und umweltfreundlicher zu sein als derzeitige Methoden
Neue Forschungsarbeiten unter der Leitung der University of Bath haben gezeigt, dass oberflächenmodifiziertes Graphen die Herstellung von Wasserstoffperoxid (H2O2) für die industrielle Verwendung als Bleichmittel oder Desinfektionsmittel verändern könnte.
Dr. Marco Caffio, Mitbegründer und CSO von Integrated Graphene
Integrated Graphene
Das neue, auf Graphen basierende Verfahren ermöglicht eine höhere Ausbeute und hat das Potenzial, kostengünstiger und umweltfreundlicher zu sein als die derzeitigen Methoden.
Wasserstoffperoxid ist eine wichtige Komponente in einer Vielzahl von Desinfektions- und chemischen Prozessen. Es kann chemische Energie freisetzen, um Schadstoffe abzubauen. Der Markt für Wasserstoffperoxid in elektronischer Qualität wird bis 2032 schätzungsweise auf 2,2 Mrd. USD anwachsen.
Die in der Fachzeitschrift Electrochemistry Communications veröffentlichte Forschungsarbeit zeigt, dass die von Integrated Graphene entwickelten Elektroden auf Gii-Basis durch Zugabe eines mikroporösen Polymers (PIM-1) zur Unterstützung des katalytischen Oberflächenprozesses effektiv die vierfache Menge an H2O2 erzeugen können.
Dieser auf Elektrizität basierende Prozess ist sowohl kosteneffizienter als auch umweltverträglicher als die üblicherweise verwendeten Methoden, die regelmäßig gefährliche Chemikalien erfordern. Über 95 % des Wasserstoffperoxids werden derzeit mit dem Anthrachinon-Verfahren hergestellt, das häufig den Einsatz schädlicher Chemikalien erfordert, was zu giftigen Abfällen führt. Das alternative elektrolytische Verfahren ist zwar nachhaltiger, hatte aber bisher mit einem hohen Energieverbrauch und geringen Erträgen zu kämpfen.
Die Forschung zeigt, dass die Kombination von Graphenschaum und PIM-1 die Rentabilität des elektrolytischen Prozesses verändern kann - und damit die Tür dafür öffnet, dass der Prozess in Zukunft die führende Produktionsmethode für Wasserstoffperoxid in Elektronikqualität wird.
Dr. Marco Caffio, Mitbegründer und CSO von Integrated Graphene, sagte: "Neben der weltweit wachsenden Nachfrage nach Wasserstoffperoxid besteht ein klarer Bedarf der Industrie an einer nachhaltigeren Produktionsmethode. Die Kombination unserer Gii™-Technologie mit PIM-1 ist ein großer Schritt nach vorn bei der Entwicklung eines alternativen Verfahrens, das umweltfreundlicher und effektiver ist als die derzeitigen Methoden."
Prof. Frank Marken, Fachbereich Chemie, Universität Bath, sagte: "Die verbesserte Wasserstoffperoxidproduktion ist großartig. Als Nächstes wollen wir einen Schritt weiter gehen, indem wir Anoden- und Kathodenverfahren, die beide Wasserstoffperoxid produzieren, gleichzeitig kombinieren, um eine noch höhere Effizienz zu erreichen.
Integrated Graphene hat ein einzigartiges, bahnbrechendes Verfahren zur Herstellung eines reinen, schwammartigen 3D-Kohlenstoffgerüsts (Gii™) entwickelt, das alle gewünschten Eigenschaften von Graphen aufweist, aber nicht unter den Problemen der Skalierung leidet. Gii hat potenzielle Anwendungen für zahlreiche Branchen, darunter Biosensoren, Internet der Dinge (IOT), Energiespeicherung, Druck- und Gassensoren.
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Originalveröffentlichung
Maisa Azevedo Beluomini et al.; Polymer of intrinsic microporosity (PIM-1) enhances hydrogen peroxide production at Gii-Sens graphene foam electrodes; Electrochemistry Communications Volume 143, October 2022, 107394
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