Le peroxyde d'hydrogène dilué dans l'eau est utilisé comme désinfectant pour soigner les plaies. Il est largement utilisé dans l'industrie en tant qu'agent oxydant respectueux de l'environnement pour éliminer les impuretés des semi-conducteurs, pour le traitement des déchets, et d'autres applications. Actuellement, il est principalement produit par l'hydrogénation séquentielle et l'oxydation de l'anthraquinone (AQ). Cependant, ce procédé est non seulement énergivore et nécessite des installations à grande échelle, mais AQ est également toxique.

En alternative au processus AQ, des chercheurs ont proposé la synthèse directe de peroxyde d'hydrogène à partir d'hydrogène (H 2 ) et l'oxygène (O 2 ) à l'aide d'un catalyseur au palladium (Pd). Cependant, la commercialisation de la technologie a été difficile car la quantité d'eau (H 2 O) formé est supérieur au peroxyde d'hydrogène (H 2 O 2 ) Pendant le processus.

Au Korea Institute of Science and Technology (KIST), une équipe de recherche conjointe du Dr Sang Soo Han et du Dr Donghun Kim (Centre de recherche en sciences informatiques), Dr. Seung Yong Lee (Centre de recherche en architecture des matériaux), et le professeur Kwan-Young Lee à l'Université de Corée (Université de Corée, Le président Jin Taek Chung) ont développé un catalyseur en alliage platine-or pour la production de peroxyde d'hydrogène basé sur une simulation informatique. La sélectivité en peroxyde d'hydrogène peut être augmentée à 95% en utilisant ce catalyseur, contre seulement 30-40% pour un catalyseur au palladium, ce qui indique que le peroxyde d'hydrogène résulte du catalyseur Pt-Au avec seulement une petite quantité d'eau.

Bien qu'il soit difficile de mélanger de manière homogène Pt et Au pour développer un catalyseur allié en raison de l'immiscibilité intrinsèque des métaux, les chercheurs ont réussi à synthétiser des nanoparticules sous forme d'alliages en réduisant de force les précurseurs de Pt et d'Au. Aussi, en utilisant cette méthode, le contenu de chaque particule métallique pourrait être contrôlé en ajustant la quantité de précurseurs de Pt et Au.

Le peroxyde d'hydrogène peut être produit n'importe où sans grand équipement en injectant simplement à la fois de l'hydrogène gazeux et de l'oxygène gazeux dans une solution aqueuse à l'aide du nouveau catalyseur. Contrairement au catalyseur au Pd, le catalyseur Pt-Au peut produire jusqu'à 95 % de peroxyde d'hydrogène même à température ambiante (10 degrés C) et à pression atmosphérique (1 atm). En outre, une réaction catalytique peut être maintenue pendant plus de huit heures en raison de la stabilité structurelle du catalyseur.

Les chercheurs ont clairement établi la structure cristalline des nanoparticules d'alliage Pt-Au en effectuant des simulations informatiques supplémentaires, qui est difficile à résoudre en utilisant des techniques générales d'analyse des matériaux. Sang Soo Han, chef du Centre au KIST, mentionné, « Il est important que les catalyseurs développés offrent une option de production de peroxyde d'hydrogène respectueuse de l'environnement qui puisse être appliquée sans aucune limitation des sites de fabrication. Par conséquent, la commercialisation pour la synthèse directe du peroxyde d'hydrogène serait grandement accélérée en surmontant la limitation des catalyseurs au Pd à faible sélectivité. Le temps et le coût de développement de nouveaux catalyseurs, principalement exploré par essais et erreurs, pourrait être considérablement réduit grâce à des simulations informatiques.