Lo studio, pubblicato online su Science Advances , è stata condotta dai Proff. Zhang Tierui e Shi Run dell'Istituto tecnico di fisica e chimica dell'Accademia cinese delle scienze (CAS).

L'elettrocatalisi in elettrolita acquoso è stata riconosciuta come un metodo ecologico per le reazioni redox organiche, poiché l'acqua è una risorsa pulita di idrogeno e ossigeno. Tuttavia, a causa della scarsa solubilità di una varietà di sostanze organiche nella fase acquosa, nella maggior parte dei casi sono necessari processi di diluizione-reazione-purificazione multifase. Di conseguenza, esiste ancora un ostacolo all'adozione diffusa dell'elettrocatalisi all'interno della comunità della sintesi organica.

"Ad esempio, l'elettroossidazione dell'alcol benzilico in benzaldeide richiede in genere elettroliti e solventi di supporto non acquosi, che aumentano significativamente la sovratensione della reazione, complicano il processo di purificazione e causano la sovraossidazione ad acido durante l'elettrolisi prolungata", ha affermato il Prof. Zhang Tierui.

"L'obiettivo della nostra ricerca è sviluppare un sistema elettrocatalitico OSW trifase per la produzione efficiente di benzaldeide ad elevata purezza. Il nuovo sistema presenta fasi organiche e acquose separate invece della configurazione organico in acqua nelle celle convenzionali di tipo H. . Permette una rapida fornitura di alcol benzilico concentrato direttamente dalla fase organica," ha affermato il Prof. Shi Run.

In questo lavoro, l’alcol benzilico (9,3 mol/L) è stato utilizzato a concentrazioni oltre 90 volte superiori rispetto all’alcol utilizzato negli studi precedenti. Ha raggiunto un'efficienza faradaica del 97% per la produzione di benzaldeide e ha ottenuto benzaldeide di elevata purezza (91,7%) nella fase organica senza alcun processo di post-purificazione.

Gli elettrodi con interfacce OSW superwetting possono separare spontaneamente soluzioni organiche e acquose. In questo caso il prodotto benzaldeide viene raccolto direttamente nella fase organica. Ciò presenta due vantaggi:sopprimere la sovraossidazione della benzaldeide con l'elettrolita acquoso e ottenere benzaldeide di elevata purezza quando l'alcol benzilico viene completamente convertito nella fase organica.

L'elettrosintesi tramite interfacce OSW superwetting è quindi un modo desiderabile per produrre composti organici di elevata purezza. Ancora meglio, utilizza energia pulita e risorse idriche e rende la reazione più efficiente e meno complicata.