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空气和能量中可以产生过氧化氢溶液！

通过莱斯大学开发的方法，过氧化氢的生产可以更安全，更简单 。赖斯布朗工程学院的王浩天和他的同事开发的反应器只需要空气，水和电就可以以所需的浓度和高纯度制备有价值的化学物质 。
电合成过程他们的电合成过程在《科学》（Science）中进行了详细介绍，它使用了一种基于氧化碳纳米粒子的催化剂，可以在使用时生产纯净的过氧化氢溶液，而无需运输危险的浓缩化学物质 。
通过使用固体电解质代替传统的液体电解质，它也消除了当前工艺中使用的产物分离或纯化的需求，因此不会涉及污染离子 。
Wang说：“如果我们通过太阳能电池板供电，我们实际上可以从阳光，空气和水中获得过氧化氢 。” “我们不需要消耗有机物或化石燃料 。传统的大型化学工程工厂合成过氧化氢会产生有机废物，消耗化石燃料并排放二氧化碳 。我们正在做的是绿色合成 。”
过氧化氢应用在许多其他应用中，过氧化氢被广泛用作防腐剂，洗涤剂，化妆品，漂白剂和水净化剂 。该化合物可在工业浓度下用水制成高达60％的溶液，但在许多常见用途中，溶液的稀释度要高得多 。
王说：“工业过氧化氢必须以高浓度运输，以最大限度地提高经济效益 。”
“运输是危险且昂贵的，因为浓缩的化合物不稳定 。过氧化氢也会随着时间的推移而降解，一旦到达目的地就必须储存 。
他说：“我们的技术使过氧化氢的生产非本地化 。” 他说：“随着可再生电力的输入变得便宜，空气免费，水也便宜，我们的产品在价格上应该具有竞争力 。
Wang说：“医院不用储存过氧化氢的容器，而是将其用作消毒剂，将来可以打开水龙头，然后按需获得3％的溶液 。” “房主不用储存化学药品来消毒游泳池水，而是可以轻按开关并打开反应器来清洁游泳池 。”
燃料电池氧化过程赖斯反应堆有点类似于燃料电池，其两边都有电极来处理氢气（或水）和氧气（来自空气），并将它们送入两个电极上的催化剂中，该电极将离子导电性多孔固体电解质夹在中间 。
赖斯博士后研究员兼首席作者川霞说：“燃料电池可最大程度地减少过氧化氢的产生，从而仅能以最大的能源效率生产水 。” “就我们而言，我们想最大化过氧化氢，并且已经调整了催化剂来做到这一点 。”
低成本的炭黑催化剂，放置在固体电解质中并被氧化以增强其反应活性，使氧气还原途径以所需的速率和浓度朝着所需的化学物质转移，速率和浓度由施加的电压，空气和水原料以及稳定的去离子水供应确定 。反应在环境温度和压力下进行 。
实验证明【空气和能量中可以产生过氧化氢溶液！】Wang实验室二年级研究生的共同主要作者Yang Xia说，该催化剂经证实具有足够的耐用性，可以在实验室中连续100个小时合成1％重量比的过氧化氢纯溶液，且降解程度可忽略不计 。
王说，该实验室计划对大型反应堆和即插即用组件进行工程设计，以期与工业合作伙伴进行测试 。他认为工业规模应用（如市政净水系统）前景广阔 。莱斯实验室已经在校园雨水上测试了低浓度产品，并证明了其去除有机碳污染物的能力 。
他说：“有很多潜在的应用 。” “在此之前，过氧化氢的电化学合成受到其产物分离或纯化工艺的限制，但我们解决了实际应用中的巨大障碍 。”
赖斯研究生朱鹏和学术访问者雷凡是该论文的合著者 。Wang是William Marsh Rice受托人主席，化学和生物分子工程的助理教授，2019年CIFAR Azrieli全球学者 。
莱斯大学和Smalley-Curl研究所提供的J. Evans Attwell-Welch博士后奖学金支持了这项研究 。

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