Generación de peróxido de hidrógeno para desinfectar el agua mediante un sistema solar

Garantizar que el agua sea segura para usar y consumir puede ser una verdadera tarea, especialmente para aquellos que viven en áreas empobrecidas sin acceso a agua potable segura. Aquí es donde los investigadores de la Universidad de Stanford esperan que su catalizador de bajo costo desarrollado recientemente pueda marcar la diferencia. Este catalizador se presenta en forma de partículas de tamaño nanométrico (nanocopos) que consisten en óxido de aluminio, sulfuro de molibdeno, cobre y óxido de hierro. Cuando se expone a la luz solar, el catalizador se comporta como una unión de metal/semiconductor sensible a los fotones (Cu-MoS2), y los electrones desalojados reaccionan con el agua circundante, lo que resulta en la formación de peróxido de hidrógeno (H2O2) y radicales hidroxi.

Las enfermedades transmitidas por el agua son muy comunes, incluso EE. UU. reportó 7000 muertes y 120 000 hospitalizaciones en 2021, según los CDC de EE. UU., y muchos más afectados en todo el mundo. Gran parte del daño lo causan los microbios, en particular las bacterias como E. coli, que proliferan en los ambientes acuáticos. Mediante el uso de este polvo catalizador en agua contaminada, los investigadores informaron que las colonias de Escherichia coli en las muestras analizadas se erradicaron por completo después de una exposición de 60 segundos a la luz solar.

La razón de esto es que el peróxido de hidrógeno y especies reactivas de oxígeno similares son altamente destructivas para las células vivas, pero al mismo tiempo son muy seguras. Debido a su alta reactividad, son muy inestables y, por lo tanto, de corta duración. Esto es útil cuando el agua con los microbios ahora muy muertos se consume después, ya que el catalizador en sí es ferromagnético y, por lo tanto, se separa fácilmente con un imán.

Con esta prueba de concepto en la mano, sería interesante ver cómo se verá el producto, especialmente cuando se trata del paso final de separación y de hacerlo lo más fácil posible. Dado que el catalizador no se consume o presumiblemente se contamina, puede durar prácticamente para siempre, lo que lo convierte en una alternativa atractiva a las tabletas de purificación de agua y los costosos sistemas de filtración.

(Imagen de encabezado: imágenes microscópicas de E. coli antes (izquierda) y después de la desinfección. La bacteria murió rápidamente después de que la luz del sol produjera sustancias químicas que causaron daños graves en las membranas de las células bacterianas, como se muestra en los círculos rojos. (Crédito de la imagen: Tong Wu/ Universidad Stanford) )