A produção de peróxido de hidrogênio pode ser muito mais segura e simples por meio de um processo desenvolvido na Universidade Rice, nos Estados Unidos. O reator, projetado por Haotian Wang e outros cientistas da Faculdade Brown de Engenharia, requer apenas ar, água e eletricidade para produzir o químico valioso na concentração desejada e com alta pureza.
O processo de eletrossíntese, detalhado na revista Science desta semana, usa um catalisador oxidado à base de nanopartículas de carbono, permitindo a produção, no ponto de uso, de soluções de peróxido de hidrogênio puro, o que elimina a necessidade de transportar o produto químico concentrado, o que é muito perigoso.;O peróxido de hidrogênio industrial deve ser transportado em altas concentrações para maximizar a economia;, diz Wang. ;O transporte é perigoso e caro, porque o composto concentrado é instável. O peróxido de hidrogênio também se degrada ao longo do tempo e precisa ser armazenado quando chegar ao seu destino.;
Essa substância é amplamente utilizada como antisséptico, detergente, em cosméticos, como agente clareador e na purificação de água, entre muitas outras aplicações. O composto é produzido em concentrações industriais de até 60% de solução com água, mas em muitos usos comuns, a solução é muito mais diluída. Ao usar um eletrólito sólido em vez do eletrólito líquido tradicional, o processo também elimina a necessidade de separação ou purificação do produto, etapa integrante dos processos atuais que garante que nenhum íon contaminante seja envolvido.
;Se temos eletricidade de um painel solar, podemos literalmente obter peróxido de hidrogênio apenas da luz do Sol, do ar e da água;, afirma Wang. ;Não precisamos envolver o consumo de orgânicos ou de combustíveis fósseis. A síntese de peróxido de hidrogênio pelas grandes e tradicionais fábricas de engenharia química gera resíduos orgânicos, consome combustíveis fósseis e emite dióxido de carbono. O que estamos fazendo é a síntese verde.;
O cientista explica que, como o consumo de eletricidade renovável barateia as contas, o produto deverá ser competitivo em termos de preço ; além disso, a água não é um recurso caro, e o ar é gratuito. ;Em vez de armazenar contêineres de peróxido de hidrogênio, os hospitais que o usam como desinfetante poderão abrir uma torneira e obter, por exemplo, uma solução de 3% sob demanda;, ilustra Wang. ;Em vez de armazenar produtos químicos para desinfetar a água da piscina, os proprietários podem apertar um botão e ligar o reator para limpá-las.;
Eficiência
O reator de Rice é um pouco semelhante a uma célula de combustível, com eletrodos de ambos os lados para processar hidrogênio (ou água) e oxigênio (do ar), alimentando-os com catalisadores em dois eletrodos que imprensam um eletrólito sólido poroso ionicamente condutor. ;Uma célula de combustível minimiza a produção de peróxido de hidrogênio para produzir apenas água com eficiência energética maximizada;, diz o pesquisador de pós-doutorado e autor principal do artigo, Chuan Xia. ;No nosso caso, queremos maximizar o peróxido de hidrogênio e ajustamos nosso catalisador para isso.;
O coautor Yang Xia, estudante de segundo ano do laboratório de Wang, conta que o catalisador se mostrou robusto o suficiente para sintetizar uma solução pura de peróxido de hidrogênio a 1% em peso, em mais de 100 horas contínuas no laboratório, com degradação desprezível. Segundo Wang, a equipe planeja projetar reatores maiores, com o objetivo de atender parceiros industriais.
O cientista acredita que a nova tecnologia é uma grande promessa para aplicações em escala industrial, como sistemas municipais de purificação de água. O laboratório Rice testou baixas concentrações do produto nas águas pluviais do câmpus e comprovou a capacidade de remover contaminantes orgânicos de carbono. ;Existem diversas aplicações em potencial. Antes disso, a síntese eletroquímica do peróxido de hidrogênio era limitada pelo processo de separação ou purificação do produto, mas resolvemos a grande barreira para aplicações práticas.;
;A síntese de peróxido de hidrogênio pelas grandes e tradicionais fábricas de engenharia química gera resíduos orgânicos, consome combustíveis fósseis e emite dióxido de carbono. O que estamos fazendo é a síntese verde".
Haotian Wang, cientista da Faculdade Brown de Engenharia