Bij de productie van waterstofperoxide kun je voortaan kiezen tussen een efficiënte, maar met zware metalen gekatalyseerde methode en een minder efficiënte, maar goedkope en groene reactie. Dit dankzij losstaande onderzoeken van de universiteiten van Osaka en Cardiff.

De Japanse onderzoekers beschrijven in ACS Catalysis een grafitische koolstofnitride fotokatalysator die met negentig procent selectiviteit waterstofperoxide maakt. In het proces pakt de katalysator een proton van ethanol af. Daarna vangt hij zuurstof en protoneert deze tot H₂O₂. Dit gebeurt allemaal bij kamertemperatuur.

Yasuhiro Shiraishi, hoofdauteur van het artikel, voorspelt dat het met wat aanpassingen zelfs mogelijk is om water in plaats van ethanol te gebruiken. ‘Als dat lukt, hebben we pas echt een groene manier om veilig en economisch waterstofperoxide te synthetiseren.’

Niet iedereen ziet het proces nu al zo zonnig in. ‘Het is een stap vooruit en het is een elegante aanpak, maar er moet nog vele gebeuren aan de efficiëntie,’ aldus Graham Hutchings, hoogleraar fysische chemie aan Cardiff University. De reactie is volgens hem te langzaam en levert te weinig H₂O­₂ op.

De Welshman ziet meer in de methode die zijn eigen onderzoeksgroep publiceerde in Angewandte Chemie. Ze onderzochten de invloed van platina efficiëntie van palladium nanodeeltjes bij het produceren van waterstofperoxide. Daarbij ontdekten ze dat de toevoeging van goud nog beter werkte. Je moet dan wel evenveel goud als palladium gebruiken en daar een klein beetje platina bij doen. De katalysator maakt dan uit methanol, water, zuurstof, waterstof en CO₂ heel efficiënt H₂O₂.

Op dit moment is het anthrachinonproces de meest gebruikte manier om waterstofperoxide te maken. Maar dit is een indirecte en energie-intensieve aanpak dat oxidatie, destillatie en hydrogenering vereist. Het is daarnaast erg duur. Onderzoekers werkten al langer met metalen nanodeeltjes, die directer H₂O₂ produceren. Deze hebben alleen vaak een lage selectiviteit. Beide nieuwe methodes zouden dus uitkomst kunnen bieden.

Bron: C&EN, Angewandte Chemie