Hun elektrode bestaat uit deels geoxideerde koolstofnanobuisjes, geïmpregneerd met clusters van drie of vier palladiumatomen. In een elektrochemische cel met een zuur elektrolyt blijkt deze combinatie een geadsorbeerd O₂-molecuul bij voorkeur te voorzien van slechts twee elektronen in plaats van de gebruikelijke vier, zodat je in zeker 95% van de gevallen geen H₂O krijgt maar H₂O₂.

Hoe dat komt is nog een beetje gissen. Maar de auteurs nemen aan dat het palladium onder deze condities ook enigszins wordt geoxideerd, al hebben ze daar hooguit indirect bewijs voor. En computersimulaties suggereren dat de interactie van dit zogenoemde Pd^δ+ met de schaarse CO-groepen op het koolstofoppervlak een ideale omgeving schept voor HOO, het belangrijkste intermediair bij peroxidevorming. Het zou de enige locatie op de elektrode moeten zijn waar de adsorptie-energie precies goed is.

Bij labproeven ging de elektrode minstens acht uur mee zonder selectiviteitsverlies. De productiviteit wordt geschat op 1.700 mol per kilogram elektrodemateriaal en per uur, en je kunt er concentraties tot 10% H₂O₂ mee halen. Bovendien lijkt het proces een stuk milieuvriendelijker dan de gebruikelijke industriële productie op basis van antrachinon.

De auteurs wilden er oorspronkelijk de terugwinning van zware metalen uit batterijen mee vergroenen. Berichten dat je met H₂O₂-damp ook gebruikte mondkapjes kunt desinfecteren, brachten hen op een idee. Ze konden geen actuele draai meer geven aan hun publicatie die al bij de peer review lag, maar in een persbericht melden ze dat ze nu studeren op draagbare peroxidegeneratortjes voor ziekenhuizen of zelfs voor huishoudelijk gebruik.

Chang, Q. et al. (2020). Nature Communications, 11(1)