Güneş Işığı ve Hava: Hidrojen Peroksit Üretiminde Yepyeni Yöntem

Son yıllarda sürdürülebilir ve çevre dostu kimyasal arayışı, araştırmacıları çığır açan yeni yöntemler keşfetmeye yönlendirdi. Bu yönde atılan önemli adımlardan biri ise çeşitli endüstrilerde yaygın olarak kullanılan hidrojen peroksit (H2O2) üretiminde yeni bir yöntemin geliştirilmesidir. Bu yazı geleneksel ve çevreye zararlı yöntemlerden farklı olarak, güneş ışığı ve havayı kullanarak H2O2 üreten yenilikçi yaklaşımı incelemektedir.

Hidrojen peroksit (H2O2), birçok alanda çeşitli amaçlar için kullanılan çok yönlü ve yararlı bir kimyasal bileşiktir.

Dezenfektan ve Antiseptik: H2O2, yüzeylerin ve yaraların temizlenmesinde, bakteri ve virüsleri öldürmek için antiseptik ve dezenfektan olarak kullanılır.

Beyazlatıcı ve Leke Çıkarıcı: H2O2, kumaş ve kağıt endüstrisinde doğal bir beyazlatıcı olarak kullanılır. Ayrıca mutfak ve banyo temizliğinde leke çıkarıcı olarak tercih edilir.

Kozmetik ve Kişisel Bakım Ürünleri: Bazı saç boyaları ve diş beyazlatma ürünleri gibi kozmetik ve kişisel bakım ürünlerinde de kullanılır.

Endüstriyel Kullanımlar: Kimya endüstrisinde, çeşitli kimyasal reaksiyonlarda oksidan olarak kullanılır. Ayrıca bazı organik ve inorganik bileşiklerin üretiminde de önemli bir rol oynar.

Bahçecilik ve Tarım: Bazı durumlarda, toprak sterilizasyonunda ve bitki hastalıklarının önlenmesinde kullanılır.

Gıda İşleme: Gıda paketleme ve işlemede, bazen gıda maddelerinin yüzeylerini sterilize etmede kullanılır.

Stanford Medicine'in Devrimci Yaklaşımı

Stanford Medicine'in araştırması, H2O2 sentezi için dikkat çekici bir yöntem sundu. Bu süreçte; fotokatalizöre gerek duymadan Benzil alkol (BA), çözünmüş oksijenle tepkimeye girerek, UV(ultraviyole) ışığı altında H2O2(hidrojen peroksit) oluşturur. Yan ürün benzaldehit (BD), başlangıçta H2O2 üretimini hızlandırır ancak daha sonra tükenir ve benzoik aside (BC) dönüşür. Bu "yeşil" yöntem; havayı ve güneş ışığını kullanarak, maliyeti düşük ve enerji tasarruflu H2O2 üretimi için sürdürülebilir bir strateji sunmaktadır.

NUS Kimya Bölümü'nün Yenilikçi

Fotokatalizörü: 

Ulusal Singapur Üniversitesi (NUS) Kimya Bölümü, Profesör Jiang Donglin liderliğinde, yeni bir fotokatalizör geliştirdi. Bu katalizör; fotoelektrik yük oluşturma ve katalitik reaksiyonları hızlandırmak için tasarlanmış, altı değerlikli kovalent organik çerçevelerden (COF'ler; moleküller arasındaki bağları güçlendirerek yapısal bütünlüğü sağlayan kimyasal yapılar) yapılmıştır. Işık altında, su ve havayı kullanarak H2O2 (hidrojen peroksit; güçlü bir oksitleyici ajan) üretir ve mevcut fotokatalitik sistemlerin sık karşılaşılan sorunlarını (örneğin düşük aktivite, ekstra kimyasal maddeler gereksinimi) giderir.

Fotokatalizör (fotokatalitik); Güneş veya UV ışığı gibi ışık kaynaklarını kullanarak kimyasal reaksiyonları hızlandıran maddelerdir. Işığı emerler ve bu enerjiyi, reaksiyonları hızlandırmak (katelize etmek) için kullanırlar. Bu teknoloji, su arıtımı ve hava temizleme gibi çevre dostu uygulamalarda yaygın olarak kullanılır.

 Geleneksel Yöntemlerle Karşılaştırma: Geleneksel olarak, endüstriyel hidrojen peroksit (H2O2) üretiminde yüksek enerji tüketen anthrakinon süreci tercih edilmiştir. Bu eski yöntem, hem toksik çözücüler kullanıyor hem de pahalı soylu metal katalizörler gerektiriyor. Ayrıca, yan reaksiyonlar nedeniyle önemli miktarda atık üretiyor. Bu durumun aksine yeni geliştirilen yöntem, H2O2 üretimi için daha az enerji gerektiren, çevreye zarar vermeyen ve daha az atık üreten bir alternatif sunuyor. Bu yeni teknikler, güneş ışığı ve hava gibi doğal kaynakları kullanarak H2O2 üretimini daha sürdürülebilir ve çevre dostu bir hale getiriyor.

Sonuç Olarak;

Stanford Medicine ve NUS Kimya Bölümü'nün geliştirdiği yenilikçi yöntemler, hidrojen peroksit (H2O2) üretiminde yeni bir çığır açmıştır. Bu yöntemler, geleneksel anthrakinon sürecinin aksine; çevre dostu, enerji verimi yüksek ve daha az atık üreten alternatifler sunuyor. Kimya endüstrisinin sürdürülebilirliğine katkıda bulunarak, çeşitli sektörlerde daha temiz ve ekonomik H2O2 kaynağı sağlama potansiyeliyle, yeşil kimyanın geleceğine yön veriyorlar.

Anthrakinon, organik kimyada kullanılan ve özellikle endüstriyel hidrojen peroksit üretiminde yaygın olarak tercih edilen bir bileşiktir. Ayrıca boyalar ve pigmentlerin üretiminde de önemli bir rol oynar. Yüksek konsantrasyonlara maruz kalındığında anthrakinon, ciltte tahrişe, alerjik reaksiyonlara ve solunum problemlerine yol açabilir. Anthrakinonun çevreye salınımı, su kaynaklarının ve toprağın kirlenmesine neden olabilir.

Kaynaklar;

1. https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1385894722061290

2. https://www.lifetechnology.com/blogs/life-technology-science-news/researchers-develop-novel-method-to-photosynthesize-hydrogen-peroxide-using-water-and-air

3. https://phys.org/news/2024-02-method-photosynthesize-hydrogen-peroxide-air.html