Новый расщепитель превращает «бесхозный» и ненужный на практике кислород и обычный этиловый спирт в основной компонент лака для ногтей с почти 100% эффективностью, говорится в статье, опубликованной в журнале ACS Central Science.

За последние годы физики создали множество расщепителей воды, которые разлагают молекулы воды на кислород и водород при помощи энергии света или просто электрического тока, наиболее удачные версии которых близки к коммерческой рентабельности. Как правило, промышленников и самих ученых интересует лишь один продукт этой реакции – водород, а кислород им только мешает, так как для химических целей его гораздо проще получить путем извлечения из воздуха.

Нанфэн Чжэн (Nanfeng Zheng) из университета Сямыня (Китай) и его коллеги нашли применение этому «бесхозному» кислороду, заставив воду формировать два полезных продукта, используя особый расщепитель воды на базе тонких пленок из оксида кобальта и порошка из сплава никеля и кобальта.

Эти катализаторы, как объясняют ученые, обладают особыми электрохимическими свойствами, которые позволяют атомам нейтрального кислорода, сверхактивного окислителя по своей природе, формирующимся около положительного электрода, вступать в реакции со сложными органическими соединениями и при этом не разрушать сам расщепитель воды.

Отличительной чертой такого подхода является то, что он позволяет осуществлять сложные реакции окисления при комнатных температурах и добиваться сверхвысокого выхода годного продукта, превышающего 95%.

К примеру, добавление обычного алкоголя в чан с водой, в который погружены эти катализаторы и электроды, через несколько часов приведет к тому, что почти все молекулы спирта будут окислены и превратятся в этилацетат – эфир с характерным резким «лаковым» запахом, основной компонент лака для ногтей, многих растворителей и химических реагентов. Как подчеркивают ученые, расщепитель воды породил только два продукта реакции – чистый водород и этилацетат, и не привел к формированию «ненужного» кислорода.

Схожим образом, по словам Чжэна, можно получать многие другие сложные органические вещества, чье окисление в нормальных условиях требует высоких температур или ведет к большим потерям в сырье. Дополнительным «бонусом» к такой реакции станет получение большого количества чистого водорода, не загрязненного примесями кислорода. Это, как надеются ученые, повысит коммерческую привлекательность расщепителей воды и сделает химическую отрасль более дружелюбной окружающей среде.