Ett vattendesinfektionsmedel som skapats på plats med bara väte och luften omkring oss är miljontals gånger effektivare för att döda virus och bakterier än traditionella kommersiella metoder, enligt forskare från Cardiff University.

Rapporterar sina fynd idag i tidningen Naturkatalys , teamet säger att resultaten kan revolutionera vattendesinfektionsteknologier och erbjuda en oöverträffad möjlighet att tillhandahålla rent vatten till samhällen som behöver det mest.

Deras nya metod fungerar genom att använda en katalysator gjord av guld och palladium som tar in väte och syre för att bilda väteperoxid - ett vanligt använt desinfektionsmedel som för närvarande produceras i industriell skala.

Över fyra miljoner ton väteperoxid tillverkas i fabriker varje år, där den sedan transporteras till de platser den används och lagras. Detta innebär att stabiliserande kemikalier ofta läggs till lösningarna under produktionsprocessen för att stoppa nedbrytningen, men dessa minskar dess effektivitet som desinfektionsmedel.

En annan vanlig metod för desinfektion av vatten är tillsats av klor; dock, det har visat sig att klor kan reagera med naturligt förekommande föreningar i vatten för att bilda föreningar som, i höga doser, kan vara giftigt för människor.

Möjligheten att kunna producera väteperoxid vid användningspunkten skulle övervinna både effektivitets- och säkerhetsfrågor som för närvarande är förknippade med kommersiella metoder.

I deras studie, laget testade desinfektionseffekten av kommersiellt tillgängliga väteperoxid och klor jämfört med deras nya katalytiska metod.

Var och en testades för sin förmåga att döda Escherichia coli under identiska förhållanden, följt av efterföljande analys för att bestämma de processer genom vilka bakterierna dödades med användning av varje metod.

Teamet visade att när katalysatorn förde väte och syre samman för att bilda väteperoxid, det producerade samtidigt ett antal mycket reaktiva föreningar, känd som reaktiva syrearter (ROS), som teamet visade var ansvariga för den antibakteriella och antivirala effekten, och inte själva väteperoxiden.

Den katalysatorbaserade metoden visade sig vara 10, 000, 000 gånger starkare att döda bakterierna än en ekvivalent mängd industriell väteperoxid, och över 100, 000, 000 gånger effektivare än klorering, under likvärdiga förhållanden.

Dessutom, den katalysatorbaserade metoden visade sig vara mer effektiv för att döda bakterierna och virusen på kortare tid jämfört med de andra två föreningarna.

Det uppskattas att cirka 785 miljoner människor saknar tillgång till vatten och 2,7 miljarder upplever vattenbrist minst en månad om året.

Dessutom, otillräcklig sanitet - ett problem för cirka 2,4 miljarder människor runt om i världen - kan leda till dödliga diarrésjukdomar, inklusive kolera och tyfus, och andra vattenburna sjukdomar.

Medförfattare till studien Professor Graham Hutchings, Regius professor i kemi vid Cardiff Catalysis Institute, sade:"Den betydligt förbättrade bakteriedödande och virucidala verksamheten som uppnås när man reagerar väte och syre med vår katalysator, snarare än att använda kommersiell väteperoxid eller klorering visar potentialen för revolutionerande vattendesinfektionsteknik runt om i världen.

"Vi har nu bevisat ett-stegs process där, förutom katalysatorn, tillförsel av förorenat vatten och el är de enda kraven för att uppnå desinfektion.

"Avgörande, denna process ger möjlighet att snabbt desinficera vatten över tidsperioder där konventionella metoder är ineffektiva, samtidigt som det förhindrar bildandet av farliga föreningar och biofilmer, som kan hjälpa bakterier och virus att frodas. "