Простая жидкая батарея, содержащая раствор метиленового синего и бесцветный бесцветный раствор метиленового голубого (правого). Изображение кредита: Мередит Форрест Кульвицки / Университет Буффало
Сапфировый краситель, называемый метиленовым синим, является общим ингредиентом сточных вод текстильных фабрик. Но ученые из Университета Буффало считают, что этот промышленный загрязнитель может иметь вторую жизнь. В новом исследовании они Было обнаружено, что краситель хорош для хранения и высвобождения энергии при растворении в воде.
Это делает этот состав перспективным кандидатом на батареи с окислительно-восстановительным потоком - батарею потока, которая представляет собой большую перезаряжаемую жидкую батарею, которая позволяет будущим ветроэлектростанциям и солнечным электростанциям хранить электроэнергию в солнечные или дождливые дни.
Исследование было опубликовано онлайн в журнале ChemElectroChem в августе.
Д-р Тимоти Кук, доцент кафедры химии в Школе искусств и наук UB, сказал, что это может нанести вред здоровью, поэтому это не то, что вы хотите сбросить в окружающую среду без лечения. Проделана большая работа по отделению метиленового синего от воды, но проблема со многими из этих методов заключается в том, что они дороги и производят другие виды отходов.
Но что, если мы сможем найти новый способ повторного использования, а не просто очистить воду? Первый автор Университета Буффало, доктор философии, Анюла Коссваттаарачи, сказал, что это настоящая мотивация для этого проекта.
Метиленовый синий раствор (изображение из сети) Модернизация и утилизация метиленового синего - и сточных вод?
Это исследование является лишь первым шагом в оценке того, как метиленовый синий используется в промышленных сточных водах и может ли он использоваться в батареях.
Для достижения этой цели Кук сказал, что нам нужно избегать дорогостоящего процесса извлечения красителей из воды. Что нас интересует, есть ли способ прямого повторного использования самих сточных вод.
В текстильной промышленности сточные воды содержат соль. Обычно, чтобы батарея окислительно-восстановительного потока работала, вы должны добавить соль в качестве поддерживающего электролита, поэтому соль в сточных водах может быть встроенным решением. Теперь это спекулятивно: мы Я не знаю, будет ли это работать, потому что мы еще не тестировали его.
Повар и Kosswattaarachchi до сих пор доказали, что метиленовый синий хорошо справляется с важными задачами, связанными с хранением энергии. В эксперименте ученые построили две простые батареи, используя красители, растворенные в соленой воде, для сбора, хранения и высвобождения. Электроника (все ключевые работы в жизненном цикле работы аккумулятора).
Первая батарея, произведенная исследователями, была почти такой же эффективной, как зарядка и разрядка в 50 раз: большая часть электроэнергии, потребляемой учеными, была выпущена.
Однако со временем, когда молекулы метиленового синего задерживаются на мембранах, которые имеют решающее значение для надлежащего функционирования устройства, способность батареи хранить энергию начинает снижаться.
Для решения этой проблемы на второй батарее ученого был выбран новый мембранный материал. Устройство поддерживает почти идеальную эффективность первой модели без существенного снижения емкости аккумулятора в 12 циклах заряда и разряда. ,
Результаты показывают, что метиленовый синий является жизнеспособным материалом для проточных батарей. Благодаря этому команда надеется провести дальнейшие исследования, получив настоящие сточные воды с текстильной фабрики с использованием красителя.
Кук сказал, что мы хотим испарить сточные воды в более концентрированный раствор, содержащий метиленовый синий и соль, который затем может быть протестирован непосредственно в батарее.
Текстильная промышленность является основой промышленности Шри-Ланки (фотография из сети) Личный контакт между текстильной промышленностью Шри-Ланки и исследователями
С личной точки зрения, проект очень важен для Kosswattaarachchi: перед тем, как приехать в UB, она работала в текстильной промышленности и разработала новую технологию тканей для Института нанотехнологий Шри-Ланки (SLINTEC).
Текстильная промышленность является одним из наиболее важных секторов экономики в стране, и отрасль создала много рабочих мест. Но загрязнение является недостатком, а сточные воды могут стать экологической проблемой.
Kosswattaarachchi сказал, что мы считаем, что эта работа может заложить основу для альтернативного маршрута для управления сточными водами и проложить путь к технологии хранения зеленой энергии.
