Waterstofperoxide verdund in water wordt gebruikt als ontsmettingsmiddel om wonden te behandelen. Het wordt in de hele industrie veel gebruikt als een milieuvriendelijk oxidatiemiddel voor het verwijderen van onzuiverheden uit halfgeleiders, voor afvalverwerking, en andere toepassingen. Momenteel, het wordt voornamelijk geproduceerd door de opeenvolgende hydrogenering en oxidatie van antrachinon (AQ). Echter, dit proces is niet alleen energie-intensief en vereist grootschalige faciliteiten, maar AQ is ook giftig.

Als alternatief voor het AQ-proces, onderzoekers hebben directe waterstofperoxidesynthese uit waterstof voorgesteld (H ₂ ) en zuurstof (O ₂ ) met behulp van een palladium (Pd) katalysator. Echter, de commercialisering van de technologie was een uitdaging omdat de hoeveelheid water (H ₂ O) gevormd is groter dan waterstofperoxide (H ₂ O ₂ ) tijdens het proces.

Aan het Korea Institute of Science and Technology (KIST), een gezamenlijk onderzoeksteam van Dr. Sang Soo Han en Dr. Donghun Kim (Computational Science Research Center), Dr. Seung Yong Lee (Materials Architecture Research Center), en professor Kwan-Young Lee aan de Korea University (Korea University, President Jin Taek Chung) hebben een platina-goudlegeringskatalysator ontwikkeld voor de productie van waterstofperoxide op basis van een computersimulatie. De selectiviteit van waterstofperoxide kan worden verhoogd tot 95% door deze katalysator te gebruiken, vergeleken met slechts 30-40% voor een palladiumkatalysator, wat aangeeft dat waterstofperoxide resulteert uit de Pt-Au-katalysator met slechts een kleine hoeveelheid water.

Hoewel het moeilijk is om Pt en Au homogeen te mengen om een ​​gelegeerde katalysator te ontwikkelen vanwege de intrinsieke onmengbaarheid van de metalen, de onderzoekers synthetiseerden met succes nanodeeltjes in de vorm van legeringen door voorlopers van Pt en Au met geweld te verminderen. Ook, met behulp van deze methode, het gehalte van elk metaaldeeltje kon worden geregeld door de hoeveelheid voorlopers van Pt en Au aan te passen.

Waterstofperoxide kan overal worden geproduceerd zonder grote apparatuur door simpelweg zowel waterstofgas als zuurstofgas in een waterige oplossing te injecteren met behulp van de nieuwe katalysator. In tegenstelling tot de Pd-katalysator, de Pt-Au-katalysator kan tot 95% waterstofperoxide produceren, zelfs bij omgevingstemperatuur (10 ° C) en atmosferische druk (1 atm). In aanvulling, een katalytische reactie kan langer dan acht uur worden volgehouden vanwege de structurele stabiliteit van de katalysator.

De onderzoekers hebben de kristalstructuur van nanodeeltjes van een Pt-Au-legering duidelijk vastgesteld door aanvullende computersimulaties uit te voeren, die moeilijk op te lossen is met behulp van algemene materiaalanalysetechnieken. Zong Soo Han, hoofd van het centrum bij KIST, zei, "Het is belangrijk dat de ontwikkelde katalysatoren een milieuvriendelijke optie voor de productie van waterstofperoxide bieden die zonder enige beperking van productielocaties kan worden toegepast. commercialisering voor directe synthese van waterstofperoxide zou aanzienlijk worden versneld door de beperking van Pd-katalysatoren met de lage selectiviteit te overwinnen. De tijd en kosten voor de ontwikkeling van nieuwe katalysatoren, voornamelijk onderzocht door middel van vallen en opstaan, aanzienlijk kan worden verminderd door computersimulaties."