Cientistas da City University of Hong Kong demonstraram um método para produzir peróxido de hidrogênio (H2O2) apenas com movimento mecânico, dispensando o uso de luz ou corrente elétrica. O trabalho, publicado na revista Advanced Energy Materials, combina materiais piezocatalíticos da família bismuto oxi-haleto (BiOX) com um revestimento ultrafino de polidopamina para converter vibração em reações químicas capazes de gerar o oxidante.
Como funciona
Em materiais piezoelétricos, deformações — provocadas por vibração, fluxo de líquido ou ultrassom — criam cargas elétricas internas que podem acionar reações químicas. No estudo, os pesquisadores depositaram uma película de polidopamina sobre BiOBr, formando o catalisador batizado de PBOB. Esse filme ajusta o acoplamento eletrônico entre os orbitais p do carbono (no polímero) e do bismuto (no semicondutor), facilitando o transporte de elétrons e prótons na interface e fortalecendo a resposta piezoelétrica.
Desempenho
O PBOB alcançou taxa de produção de 3.083 µmol g−1 h−1 de H2O2 em água sob ar ambiente. O sistema manteve estabilidade do pH 3 ao 9, com pico de atividade em pH 5. Medidas de microscopia de força atômica indicaram aumento de deformação piezoelétrica de cerca de 11 para 115 pm V−1 após o revestimento — melhoria de dez vezes na conversão de energia mecânica em carga elétrica.
Evidências experimentais
Análises de espectroscopia de fotoelétrons revelaram deslocamento para menor energia de ligação, sinalizando transferência de elétrons do polímero para o BiOBr. Ensaios eletroquímicos mostraram menor impedância e número de dois elétrons por molécula de O2, valor ideal para formar H2O2. Experimentos com sequestradores comprovaram que o superóxido é intermediário essencial, enquanto a conversão para hidroperoxila ocorre mais rápido no catalisador revestido.
Imagem: Nanowerk https
Aplicações demonstradas
O peróxido de hidrogênio gerado inativou bactérias comuns em água e degradou poluentes orgânicos sob ultrassom, indicando potencial para sistemas descentralizados de desinfecção e tratamento ambiental que utilizem apenas água, ar e fontes simples de vibração.
Com informações de Nanowerk
