Eine einfache flüssige Batterie, die eine Methylenblaulösung und eine farblose Methylenblau (rechts) farblose Lösung enthält Bildnachweis: Meredith Forrest Kulwicki / University of Buffalo
Ein Saphir-Farbstoff namens Methylenblau ist eine häufige Zutat in Abwässern von Textilfabriken, aber Wissenschaftler der Universität von Buffalo glauben, dass dieser industrielle Schadstoff ein zweites Leben haben könnte Es wurde gefunden, dass der Farbstoff gut zum Speichern und Freisetzen von Energie geeignet ist, wenn er in Wasser gelöst wird.
Damit ist diese Verbindung ein vielversprechender Kandidat für Redox-Flow-Batterien - eine Flow-Batterie, eine große wiederaufladbare Flüssigbatterie, die es zukünftigen Windparks und Solarkraftwerken ermöglicht, Strom an sonnigen oder regnerischen Tagen zu speichern.
Die Studie wurde im August online in der Zeitschrift ChemElectroChem veröffentlicht.
Methylenblau ist ein weit verbreiteter Farbstoff, Dr. Timothy Cook, Assistenzprofessor für Chemie an der UB School of Arts and Sciences, sagte, dass es gesundheitsschädlich sein könnte, also ist es nicht etwas, was man ohne Behandlung in die Umwelt werfen möchte. Es ist viel Arbeit darauf verwendet worden, wie Methylenblau aus Wasser zu trennen ist, aber das Problem bei vielen dieser Verfahren ist, dass sie teuer sind und andere Arten von Abfall produzieren.
Aber was ist, wenn wir einen neuen Weg finden, Wasser wiederzuverwenden und nicht nur zu reinigen? Die erste Autorin der Universität Buffalo, Ph.D., Anjula Kosswattaarachchi, sagte, dass dies die wahre Motivation für dieses Projekt ist.
Methylenblau-Lösung (Bild aus dem Netzwerk) Methylenblau - und Abwasser aufbereiten und recyceln?
Diese Studie ist nur der erste Schritt, um zu beurteilen, wie Methylenblau in industriellen Abwässern verwendet wird und ob es in Batterien verwendet werden kann.
Um dieses Ziel zu erreichen, sagte Cook, müssen wir den teuren Prozess der Extraktion von Farbstoffen aus Wasser vermeiden.Was interessiert uns, ob es eine Möglichkeit gibt, das Abwasser selbst direkt wiederzuverwenden.
In der Textilherstellung enthält das Abwasser Salz, und damit die Redox-Flow-Batterie funktionieren kann, müssen Sie Salz als Hilfselektrolyt zugeben, damit das Salz im Abwasser eine eingebaute Lösung sein kann Ich weiß nicht, ob es funktionieren wird, weil wir es noch nicht getestet haben.
Cook und Kosswattaarachchi bisher gezeigt, dass Methylenblau hervorragende Leistung in den wichtigen Aufgaben der im Experiment gespeicherte Energie bezogen, die Wissenschaftler zwei einfache Batterien gebaut, die Verwendung von Farbstoff - gelöst in Kochsalzlösung - zu erfassen, zu speichern und Release Electronics (alle Schlüsselwerke im Lebenszyklus von Batterien).
Die Forscher aus dem ersten Laden und Entladen Wirkungsgrad von 50 mal, wenn Perfektion nähern: alle Wissenschaftler mit Elektrizität geladen, und die meisten freigegeben worden waren.
Doch im Laufe der Zeit, wenn Methylenblau-Molekül in der normalen Funktion der lebenswichtigen Filmvorrichtung gefangen, beginnt die gespeicherte Energiekapazität der Batterie zu fallen.
In der zweiten Batterie des Wissenschaftlers wurde ein neues Membranmaterial gewählt, um dieses Problem zu lösen: Das Gerät behält nahezu perfekte Effizienz des ersten Modells bei, wobei in 12 Lade- und Entladezyklen keine signifikante Energiespeicherkapazität verloren geht. .
Die Ergebnisse zeigen, dass Methylenblau ein brauchbares Material für Durchflussbatterien ist, mit dem das Team weitere Forschung betreiben will, indem es echtes Abwasser aus der Textilfabrik mit dem Farbstoff gewinnt.
Cook sagte, dass wir das Abwasser in eine konzentriertere Lösung mit Methylenblau und Salz verdampfen wollen, die dann direkt in der Batterie getestet werden kann.
Die Textilindustrie ist die Säulenindustrie Sri Lankas (Bild aus dem Netzwerk) Persönlicher Kontakt zwischen der srilankischen Textilindustrie und Forschern
Aus persönlicher Sicht ist das Projekt für Kosswattaarachchi sehr wichtig: Bevor sie zu UB kam, arbeitete sie in der Textilindustrie und entwickelte eine neue Stofftechnologie für das Sri Lanka Institute of Nanotechnology (SLINTEC).
Die Textilindustrie ist einer der wichtigsten Wirtschaftszweige des Landes, und die Industrie hat viele Arbeitsplätze geschaffen, aber die Umweltverschmutzung ist ein Nachteil, und Abwasser kann zu einem Umweltproblem werden.
Kosswattaarachchi sagte, dass wir glauben, dass diese Arbeit die Grundlage für eine alternative Route für das Abwassermanagement schaffen und den Weg für grüne Energiespeichertechnologie ebnen kann.
