Vědci z Česka vyvinuli nový materiál, který by mohl výrazně zjednodušit a zlevnit výrobu peroxidu vodíku, běžně používané chemikálie například pro dezinfekci, čištění vody nebo výrobu léčiv. Namísto složitého a ekologicky problematického průmyslového procesu by se tato látka mohla v budoucnu vyrábět jen z vody, kyslíku a sluneční energie. ČTK o tom dnes informovali zástupci ústavu CATRIN Univerzity Palackého (UP) a z ostravského výzkumného centra CEET, kteří mezinárodní výzkumný tým vedli. Technologie by podle autorů mohla znamenat průlom v ekologické výrobě peroxidu vodíku i dalších chemických látek.
Tradiční výroba peroxidu vodíku je několikastupňový proces, který používá toxická organická rozpouštědla a je závislý na drahých katalyzátorech s palladiem. Vstupní chemikálie i odpadní produkty navíc mohou mít negativní vliv na zdraví a životní prostředí.
Cílem vědců bylo připravit materiál, který dovolí efektivní, ekologickou a levnou výrobu peroxidu vodíku. „Při vývoji takového fotokatalyzátoru jsme se inspirovali strukturou a chováním enzymů v lidském těle. Výsledkem je technologie, která nevyžaduje toxická organická rozpouštědla ani drahé vzácné kovy a využívá levný materiál na bázi uhlíku, dusíku a mědi, jenž funguje ve vodě pouze s použitím slunečního záření a vzdušného kyslíku,“ uvedl vedoucí výzkumu Radek Zbořil.
Při vývoji nového fotokatalyzátoru napodobili čeští vědci funkci enzymu, který lidským buňkám umožňuje získávat energii přenosem elektronů na kyslík. K tomuto přenosu využívá atomy mědi ve své struktuře, a právě na tento mechanismus vědci vsadili. „Velmi přesně jsme napodobili chemické okolí kovů ve struktuře enzymu a na povrchu velmi malých uhlíkových nanočástic s fotokatalytickými vlastnostmi ukotvili atomy mědi. Právě mezi uhlíkovými nanočásticemi, atomy mědi a molekulou kyslíku dochází po ozáření světlem k velmi efektivnímu přenosu elektronů, který se podobá enzymatickému ději a dovoluje dosáhnout vysoké produkce peroxidu vodíku,“ doplnil spoluautor výzkumu Lukáš Zdražil.
Nový fotokatalyzátor umožňuje podle odborníků až o dva řády vyšší produkci peroxidu vodíku než dosud publikované systémy, čímž se přibližuje průmyslovým požadavkům. Materiál je navíc netoxický, dobře recyklovatelný a opakovaně použitelný při výrobě, dodal Zdražil. Vědci nyní zkoumají možnosti praktického nasazení technologie zejména pro lokální výrobu chemikálií v zemědělství, farmacii nebo při ekologických aplikacích.
Výsledky výzkumu publikoval časopis Nature Communications, který studii zařadil mezi 50 nejvýznamnějších vědeckých objevů roku.
