Een waterontsmettingsmiddel dat ter plaatse wordt gemaakt met alleen waterstof en de lucht om ons heen, is miljoenen keren effectiever in het doden van virussen en bacteriën dan traditionele commerciële methoden, volgens wetenschappers van de Universiteit van Cardiff.

Rapporteren van hun bevindingen vandaag in het tijdschrift Natuur Katalyse , het team zegt dat de resultaten een revolutie teweeg kunnen brengen in waterdesinfectietechnologieën en een ongekende kans kunnen bieden om schoon water te leveren aan gemeenschappen die dit het meest nodig hebben.

Hun nieuwe methode werkt met behulp van een katalysator gemaakt van goud en palladium die waterstof en zuurstof opneemt om waterstofperoxide te vormen - een veelgebruikt desinfectiemiddel dat momenteel op industriële schaal wordt geproduceerd.

Jaarlijks wordt in fabrieken meer dan vier miljoen ton waterstofperoxide gemaakt, waar het vervolgens wordt vervoerd naar de plaatsen waar het wordt gebruikt en opgeslagen. Dit betekent dat tijdens het productieproces vaak stabiliserende chemicaliën aan de oplossingen worden toegevoegd om de degradatie te stoppen, maar deze verminderen de effectiviteit als desinfectiemiddel.

Een andere veel voorkomende benadering voor het desinfecteren van water is de toevoeging van chloor; echter, het is aangetoond dat chloor kan reageren met natuurlijk voorkomende verbindingen in water om verbindingen te vormen die, in hoge doses, kan giftig zijn voor mensen.

Het vermogen om waterstofperoxide te kunnen produceren op het punt van gebruik zou zowel de werkzaamheid als de veiligheidsproblemen die momenteel met commerciële methoden worden geassocieerd, oplossen.

In hun studie hebben het team testte de desinfectie-efficiëntie van in de handel verkrijgbare waterstofperoxide en chloor in vergelijking met hun nieuwe katalytische methode.

Elk werd getest op zijn vermogen om Escherichia coli te doden onder identieke omstandigheden, gevolgd door daaropvolgende analyse om de processen te bepalen waarmee de bacteriën met elke methode werden gedood.

Het team toonde aan dat terwijl de katalysator de waterstof en zuurstof samenbracht om waterstofperoxide te vormen, het produceerde tegelijkertijd een aantal zeer reactieve verbindingen, bekend als reactieve zuurstofsoorten (ROS), waarvan het team aantoonde dat ze verantwoordelijk waren voor het antibacteriële en antivirale effect, en niet het waterstofperoxide zelf.

De op katalysator gebaseerde methode bleek 10, 000, 000 keer krachtiger in het doden van de bacteriën dan een equivalente hoeveelheid van het industriële waterstofperoxide, en meer dan 100, 000, 000 keer effectiever dan chlorering, onder gelijkwaardige voorwaarden.

Naast dit, de op katalysator gebaseerde methode bleek effectiever in het doden van bacteriën en virussen in een kortere tijd in vergelijking met de andere twee verbindingen.

Naar schatting hebben ongeveer 785 miljoen mensen geen toegang tot water en hebben 2,7 miljard mensen minstens een maand per jaar te maken met waterschaarste.

Naast dit, ontoereikende sanitaire voorzieningen - een probleem voor ongeveer 2,4 miljard mensen over de hele wereld - kan leiden tot dodelijke diarreeziekten, waaronder cholera en buiktyfus, en andere door water overgedragen ziekten.

Co-auteur van de studie Professor Graham Hutchings, Regius hoogleraar scheikunde aan het Cardiff Catalysis Institute, zei:"De aanzienlijk verbeterde bacteriedodende en virusdodende activiteiten die worden bereikt bij het reageren van waterstof en zuurstof met behulp van onze katalysator, in plaats van commerciële waterstofperoxide of chlorering te gebruiken, toont het potentieel aan voor een revolutie in waterdesinfectietechnologieën over de hele wereld.

"We hebben nu een bewezen eenstapsproces waarbij, naast de katalysator, toevoer van verontreinigd water en elektriciteit zijn de enige vereisten om desinfectie te bereiken.

"Cruciaal, dit proces biedt de mogelijkheid om water snel te desinfecteren binnen een tijdsbestek waarin conventionele methoden niet effectief zijn, terwijl ook de vorming van gevaarlijke verbindingen en biofilms wordt voorkomen, die bacteriën en virussen kunnen helpen gedijen."