Nové perspektivy v oblasti čištění vod s důrazem na udržitelnost prostředí představili autoři z CATRIN Univerzity Palackého, Centra energetických a environmentálních technologií VŠB-TUO a Texas A&M University v přehledovém článku v prestižním časopise Chemical Society Reviews, který na něj graficky upozorňuje i na svém přebalu. Hlavní pozornost výzkumníci soustředili na využití metody inženýrství na úrovni jednotlivých atomů a jejímu srovnání s tradičními technologiemi úpravy vody.
Pilotní aplikace jednoatomárních katalyzátorů (Single Atom Catalysts, SACs) v technologiích úpravy vody se objevily teprve nedávno. Přehledový článek vypracovaný na základě pozvání editorů Royal Society of Chemistry představuje využití SACs při aktivaci peroxidu vodíku a persulfátů k produkci reaktivních chemických forem využitelných v procesech úpravy vody a porovnává mechanismy těchto procesů s tradičními technologiemi čištění vod.
„Největším problém současných technologií čištění vod je obtížné
odstranění velmi nízkých množství některých polutantů, zejména v
přítomnosti anorganických iontů a přírodní organické hmoty, které se
obvykle ve vodě vyskytují v mnohem vyšších koncentracích. Ukazuje se, že
využití vhodných jednoatomárních katalyzátorů představuje zásadní změnu
v odstraňování stopových množství toxických látek s vysokou účinností. V
pilotních aplikacích nebyl pozorován téměř žádný vliv chloridů,
uhličitanů, fosfátů a přírodních organických látek, které by snižovaly
účinnost SACs při likvidaci znečisťujících látek ve vodě. To otevírá
nové možnosti řešení celosvětového problému, jímž je narůstající
nedostatek pitné vody a s tím související potřeba jejího opětovného
využití,“ uvedl jeden z korespondujících autorů článku Radek Zbořil z
CATRIN Univerzity Palackého, který rovněž vede výzkumnou laboratoř v
Centru energetických a environmentálních technologií VŠB-TUO. Časopis
Chemical Society Reviews patří k nejprestižnějším, s impakt faktorem
46,2 figuruje na druhém místě ze 178 v sekci Chemistry,
Interdisciplinary.
Autoři se ve studii zaměřují na porovnání účinnosti jednoatomárních katalyzátorů s tradičními oxidačními procesy. Kromě řady podobností v oblasti tvorby reaktivních radikálů dochází ke zjištění, že SACs s laditelným koordinačním okolím a valenčním stavem kovů mohou generovat výhradně neradikálové chemické formy dovolující vysoce účinné čištění vody často ve velmi složitých chemických matricích. Právě vysoká účinnost SACs pro odstranění velmi toxických látek při současné eliminaci vlivu dalších složek obsažených ve vodě skýtá obrovský potenciál z hlediska vývoje nových udržitelných technologií čištění vod s velkým komerčním potenciálem.
Článek vznikl také díky podpoře projektů REFRESH – Research Excellence For REgion Sustainability and High-tech Industries project (CZ.10.03.01/00/22_003/0000048) z operačního programu Spravedlivá transformace a projektu TECHSCALE (CZ.02.01.01/00/22_008/0004587) z operačního programu Jan Amos Komenský.