Gerando peróxido de hidrogênio para desinfetar a água usando um sistema solar

Garantir que a água seja segura para uso e consumo pode ser uma verdadeira tarefa árdua, especialmente para aqueles que vivem em áreas pobres sem acesso a água potável. É aqui que os pesquisadores da Universidade de Stanford esperam que seu catalisador de baixo custo recentemente desenvolvido possa fazer a diferença. Este catalisador vem na forma de nanopartículas (nanoflakes) que consistem em óxido de alumínio, sulfeto de molibdênio, cobre e óxido de ferro. Quando exposto à luz solar, o catalisador funciona como um semicondutor/junção metálica sensível a fótons (Cu-MoS2), com os elétrons desalojados reagindo com a água circundante, resultando na formação de peróxido de hidrogênio (H2O2) e radicais hidroxi.

As doenças transmitidas pela água são muito comuns, com até mesmo os EUA relatando 7.000 mortes e 120.000 hospitalizações em 2021, de acordo com o CDC dos EUA, e muitos mais afetados em todo o mundo. Grande parte dos danos é causada por micróbios, em particular bactérias como a E. coli, que são prolíficas em ambientes aquáticos. Usando este pó catalisador em água contaminada, os pesquisadores relataram que as colônias de Escherichia coli nas amostras testadas foram totalmente erradicadas após uma exposição de 60 segundos à luz solar.

A razão para isso é que o peróxido de hidrogênio e espécies reativas de oxigênio semelhantes são altamente destrutivas para as células vivas, mas ao mesmo tempo são muito seguras. Devido à sua alta reatividade, eles são muito instáveis ​​e, portanto, de curta duração. Isso é útil quando a água com os micróbios agora muito mortos é consumida posteriormente, com o próprio catalisador sendo ferromagnético e, portanto, facilmente separado usando um ímã.

Com essa prova de conceito em mãos, seria interessante ver como ficará o produto, principalmente no que diz respeito à etapa de separação final e tornando isso o mais fácil possível. Uma vez que o catalisador não é consumido ou presumivelmente contaminado, ele pode durar praticamente para sempre, tornando-se uma alternativa atraente para comprimidos de purificação de água e sistemas de filtragem caros.

(Imagem do cabeçalho: Imagens microscópicas de E. coli antes (esquerda) e depois da desinfecção. As bactérias morreram rapidamente depois que a luz solar produziu produtos químicos que causaram sérios danos às membranas celulares bacterianas, conforme mostrado nos círculos vermelhos. (Crédito da imagem: Tong Wu/ Universidade de Stanford) )