काम के बीच एक सहयोग के विश्वविद्यालय कैलिफोर्निया के सैन डिएगो, कोलंबिया विश्वविद्यालय, Brookhaven राष्ट्रीय प्रयोगशाला, विश्वविद्यालय के कैलगरी, और कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय, Irvine, विस्तृत है में प्रकाशित एक कागज में प्रकृति संचार.

हाइड्रोजन पेरोक्साइड हाल ही में सुर्खियों में बना दिया है के रूप में शोधकर्ताओं और चिकित्सा केन्द्रों देश भर में परीक्षण किया गया है इसकी व्यवहार्यता में decontaminating N95 मास्क के साथ सौदा करने के लिए की कमी के बीच COVID-19 महामारी.

जबकि अभी तक परिणाम का वादा कर रहे हैं, कुछ शोधकर्ताओं ने चिंता है कि रासायनिक गरीब शेल्फ जीवन बना सकता है इस तरह के परिशोधन के प्रयासों महंगा है.

मुख्य समस्या यह है कि हाइड्रोजन पेरोक्साइड स्थिर नहीं है; यह शुरू होता है नीचे तोड़ने में पानी और ऑक्सीजन से पहले भी बोतल खोल दिया गया है । यह टूट जाती है और भी अधिक तेजी से एक बार यह उजागर करने के लिए हवा या प्रकाश ।

“आप शायद ही बस महीने की एक जोड़ी का उपयोग करने के लिए यह इससे पहले कि यह समाप्त हो रहा है, तो आप होता है करने के लिए आदेश बैचों अधिक बार रखने के लिए एक ताजा आपूर्ति ने कहा,” यूसी सैन डिएगो nanoengineering प्रोफेसर झेंग चेन । “और क्योंकि यह मिटता तो, जल्दी शिपिंग और भंडारण के लिए यह बहुत महंगा हो.”

चेन और उनके सहयोगियों ने विकसित की एक त्वरित, सरल और सस्ती विधि उत्पन्न करने के लिए हाइड्रोजन पेरोक्साइड का उपयोग कर घर में सिर्फ एक छोटे फ्लास्क, एयर, एक बंद-the-शेल्फ इलेक्ट्रोलाइट, एक उत्प्रेरक और बिजली.

“हमारा लक्ष्य है बनाने के लिए एक पोर्टेबल सेटअप किया जा सकता है कि बस में खामियों को दूर इतना है कि अस्पतालों, और यहां तक कि घरों में, एक तरीका है उत्पन्न करने के लिए हाइड्रोजन पेरोक्साइड मांग पर,” चेन ने कहा । “कोई जरूरत नहीं यह जहाज करने के लिए, कोई जरूरत नहीं करने के लिए यह दुकान है, और कोई जल्दी नहीं यह सब का उपयोग करने से पहले इसे समाप्त हो रहा है । इस बचा सकता है अप करने के लिए 50 से 70% करने के लिए लागत में.”

एक और लाभ यह है कि विधि की तुलना में कम विषाक्त औद्योगिक प्रक्रियाओं.

विधि पर आधारित है, एक रासायनिक प्रतिक्रिया में जो एक अणु ऑक्सीजन के साथ जोड़ती है दो इलेक्ट्रॉनों और दो प्रोटॉन में एक अम्लीय इलेक्ट्रोलाइट समाधान का उत्पादन करने के लिए हाइड्रोजन पेरोक्साइड । इस प्रकार की प्रतिक्रिया के रूप में जाना जाता है दो इलेक्ट्रॉन ऑक्सीजन की कमी की प्रतिक्रिया है, और यह उपयोगकर्ता के अनुकूल है क्योंकि यह उत्पादन कर सकते हैं पतला हाइड्रोजन पेरोक्साइड के साथ वांछित एकाग्रता पर मांग. “अगले चरण में, हम विकास होगा electrocatalysts के लिए उपयुक्त अन्य इलेक्ट्रोलाइट समाधान को आगे करने के लिए सीमा को बढ़ाने के अपने आवेदन पत्र ने कहा,” यूसी सैन डिएगो रासायनिक इंजीनियरिंग में स्नातक छात्र Qiaowan चांग.

कुंजी बनाने के लिए इस प्रतिक्रिया होती है एक विशेष उत्प्रेरक है कि टीम विकसित की है । यह बना है कार्बन नैनोट्यूब किया गया है कि आंशिक रूप से ऑक्सीकरण हो जाता है, जिसका अर्थ ऑक्सीजन परमाणुओं संलग्न किया गया है सतह के लिए. ऑक्सीजन परमाणुओं के लिए बाध्य कर रहे छोटे समूहों के तीन से चार पैलेडियम परमाणुओं. इन बांड के बीच पैलेडियम समूहों और ऑक्सीजन परमाणुओं क्या कर रहे हैं सक्षम करने के लिए प्रतिक्रिया के साथ होते हैं एक उच्च चयनात्मकता और गतिविधि की वजह से करने के लिए अपने इष्टतम बंधन ऊर्जा के महत्वपूर्ण मध्यवर्ती प्रतिक्रिया के दौरान.

कोलंबिया विश्वविद्यालय में केमिकल इंजीनियरिंग के प्रोफेसर Jingguang चेन ने कहा, “के बीच समन्वय ऑक्सीजन संशोधित पीडी क्लस्टर और ऑक्सीजन-युक्त कार्यात्मक समूहों पर कार्बन नैनोट्यूब के लिए महत्वपूर्ण है बढ़ाने के अपने उत्प्रेरक प्रदर्शन.”

टीम मूल रूप से विकसित बनाने के लिए इस विधि बैटरी रीसाइक्लिंग प्रक्रियाओं हरियाली. हाइड्रोजन पेरोक्साइड के एक रसायन निकालने के लिए इस्तेमाल किया और ठीक धातुओं जैसे तांबा, निकल, कोबाल्ट और मैग्नीशियम से इस्तेमाल किया लिथियम-आयन बैटरी । इसी तरह, यह भी सक्रियण के हाइड्रोकार्बन अणुओं और अधिक कुशल है, जो एक महत्वपूर्ण कदम है में कई औद्योगिक रासायनिक प्रक्रियाओं.

“हम पर काम कर रहा था के लिए इस परियोजना के बारे में एक और एक आधे साल. के रूप में हम थे लपेटकर चीजें, के COVID-19 महामारी मारा,” चेन ने कहा । देख के बारे में समाचार रिपोर्टों के उपयोग हाइड्रोजन पेरोक्साइड वाष्प कीटाणुरहित करने के लिए N95 मास्क पुन: उपयोग के लिए प्रेरित करने के लिए टीम की धुरी निर्देश.

“हमने देखा था कि वहाँ एक और अधिक दबाव की जरूरत के लिए प्रयासों में मदद करने के लिए स्वास्थ्य देखभाल श्रमिकों जो नहीं हो सकता है पर्याप्त संरक्षण देखभाल से पीड़ित रोगियों के लिए नए coronavirus,” उन्होंने कहा.

काम पर सबूत की अवधारणा चरण में है । आगे बढ़ रहा है, टीम में करेंगे काम के अनुकूलन पर और ऊपर स्केलिंग के लिए विधि की क्षमता का उपयोग अस्पतालों में. भविष्य के अध्ययन में शामिल हैं को संशोधित करने की विधि, इतना है कि यह किया जा सकता का उपयोग एक तटस्थ इलेक्ट्रोलाइट (मूल रूप से एक नमक के घोल) के बजाय एक अम्लीय है, जो एक बेहतर होगा के लिए घरेलू और नैदानिक अनुप्रयोगों, चेन ने कहा. इस भाग के काम करने के लिए जारी है वर्तमान में समर्थित द्वारा यूसी सैन डिएगो के सतत शक्ति और ऊर्जा का केंद्र है ।