Laura Reiley, Cornell Universiteti

Lisa Lock tərəfindən redaktə edilmiş , Robert Eqan tərəfindən nəzərdən keçirilmişdir

 Redaktorların qeydləriKredit: Pixabay/CC0 Public Domain

Cornell alimləri günəş işığı, su və havadan başqa heç nə istifadə etmədən dünyada ən çox istifadə edilən kimyəvi maddələrdən birinin – hidrogen peroksidin istehsalına potensial transformativ yanaşma kəşf ediblər. Tədqiqat Nature Communications jurnalında dərc olunub .

“Hazırda hidrogen peroksid qalıq yanacaqlara əsaslanan, kimyəvi tullantılar əmələ gətirən və konsentratlaşdırılmış peroksidin daşınmasını tələb edən antrakinon prosesi vasitəsilə hazırlanır – bunların hamısı təhlükəsizlik və ətraf mühit baxımından narahatlıq doğurur” dedi Alireza Abbaspourrad, Qida Elmləri Departamentinin Qida Elmləri və Həyat Elmləri Araşdırmaları Müəllifi.

Hidrogen peroksid həm sənaye, həm də istehlak mühitində hər yerdə mövcuddur: O, kağızı ağardır, çirkab suları təmizləyir, yaraları və məişət səthlərini dezinfeksiya edir və elektronika istehsalında əsas rol oynayır. Qlobal istehsal hər il milyonlarla tona çatır. Bununla belə, bugünkü proses demək olar ki, tamamilə təhlükəli ara məhsullar və iri miqyaslı mərkəzi kimya zavodlarını əhatə edən mürəkkəb metoddan asılıdır.

Yeni proses necə işləyir

Abbaspourradın laboratoriyasının ilk müəllifi və postdoktorluq tədqiqatçısı Amin Zadehnazarinin sözlərinə görə, yeni tədqiqat görünən işığı udmaq, fotogenerasiya edilmiş yükləri ayırmaq və su və oksigenin hidrogen peroksidə çevrilməsini sürətləndirmək üçün nəzərdə tutulmuş ATP-COF-1 və ATP-COF-2 adlı iki işlənmiş, işığa həssas material təqdim edir.

“Bu materiallar görünən işıq altında səmərəli işləyir, sabit və təkrar istifadə edilə bilər və hidrogen peroksidin böyük kimya fabriklərində deyil, yerli istehsal oluna biləcəyi gələcəyə işarə edir” dedi Zadehnazari.

Praktiki baxımdan bu nə deməkdir: Bir neçə meqafabrikdən konsentratlaşdırılmış hidrogen peroksidin daşınması əvəzinə, sənaye və hətta yerli təmizləyici qurğular bir gün günəş enerjisindən istifadə edərək molekulu yerində yarada bilər. Bu dəyişiklik istixana qazı emissiyalarını azalda , enerji istifadəsini azalda və təhlükəsizliyi yaxşılaşdıra bilər, xüsusən də uzaqdan və ya resurslarla məhdudlaşan şəraitdə.

Çağırışlar və gələcək təsirlər

“Çətinlik,” Zadehnazari əlavə etdi, “mövcud antrakinon prosesi zəhərli və təmiz olmasa da, ucuzdur. Biz indi bu dayanıqlı alternativi miqyasda necə əlverişli hala gətirəcəyimizə diqqət yetiririk.”

Texniki cəhətdən iş kovalent üzvi çərçivələrin – işığı və elektronları udmaq üçün uyğunlaşdırıla bilən üzvi molekulların kristal, məsaməli strukturlarının dizaynına əsaslanır . Əvvəlki fotokatalizatorlar səmərəlilik və sabitlik ilə bağlı çətinliklərlə üzləşsələr də , yeni COF-lər günəş işığı ilə idarə olunan hidrogen peroksid istehsalı üçün rəqabət qabiliyyətli performans nümayiş etdirir.

Abbaspurrad bildirib ki, nəticələr əhəmiyyətlidir. Günəş işığından istifadə edərək yerində hidrogen peroksidin istehsalı əsas təhlükəsizlik problemi olan reaktiv kimyəvi maddənin daşınması və saxlanması üçün geniş miqyaslı logistikadan asılılığı azalda bilər. Daha kiçik yerli generatorlar eyni infrastruktur və ya risklər olmadan su təmizləyici qurğulara, xəstəxanalara və ya istehlakçı proqramlarına xidmət göstərə bilər. Xüsusilə inkişaf etməkdə olan bölgələrdə və ya daha kiçik partiyaların vacib olduğu tətbiqlərdə mərkəzləşdirilməmiş kimyəvi istehsal üçün yeni bazarlar aça bilər.

Gündəlik anlayışlar üçün Phys.org-a etibar edən 100.000-dən çox abunəçi ilə elm, texnologiya və kosmosda ən son yenilikləri kəşf edin . Pulsuz xəbər bülleteni üçün qeydiyyatdan keçin və mühüm nailiyyətlər, yeniliklər və tədqiqatlar haqqında gündəlik və ya həftəlik yeniləmələr əldə edin .

Tədqiqat hələ laboratoriya miqyasında olsa da, tədqiqatçılar indi materialların miqyasını genişləndirmək, onların performansını optimallaşdırmaq və sistemi praktiki cihazlara inteqrasiya etmək üzərində işləyirlər.

“Bu, həyəcanverici bir başlanğıcdır” dedi Zadehnazari. “Bu üsul dezinfeksiyaedici maddələrin və su təmizləyici vasitələrin necə istehsal olunduğunu yenidən formalaşdıra bilər – onları daha təmiz, təhlükəsiz və daha əlçatan edir.”

Lakin bu, kimya sənayesinin karbonsuzlaşdırma üçün artan təzyiq altında olduğu bir vaxta təsadüf edir. Hidrogen peroksid zavodları yüksək enerji istifadəsi və riski olan adalar olmuşdur; günəş enerjisindən istifadə edən bir azalma alternativi təkcə hidrogen peroksid tədarük zəncirlərini deyil, həm də kimyəvi maddələrin harada və necə istehsal olunduğunun məntiqini dəyişdirə bilər.

“Əgər daha da inkişaf etdirilərsə,” Abbaspurrad dedi, “bu, dezinfeksiyaedici maddələr və su təmizləyici vasitələrini daha ekoloji cəhətdən təmiz və mərkəzləşdirilməmiş şəkildə necə yaratdığımızı dəyişə bilər.”

Ətraflı məlumat: Amin Zadehnazari et al, Günəş enerjisi ilə işləyən hidrogen peroksidin istehsalı üçün trifenilamin-tetrazin kovalent üzvi çərçivələrdə yük transferi, Nature Communications (2025). DOI: 10.1038/s41467-025-66679-8

Jurnal məlumatı: Nature Communications 

Cornell Universiteti tərəfindən təmin edilmişdir