สีย้อมสีน้ำเงินในน้ำเสียนี้สามารถให้พลังงานแบตเตอรี่ได้หรือไม่?

แบตเตอรี่เหลวชนิดเหลวที่ประกอบด้วยสารละลายเมทิลีนบลูและเมทิลีนสีน้ำเงินไม่มีสี (ขวา) สารละลายไม่มีสีเครดิตภาพ: Meredith Forrest Kulwicki / University of Buffalo

สารยับยั้งไพลินที่เรียกว่าเมทิลีนบลูเป็นส่วนประกอบที่พบได้ทั่วไปในโรงบำบัดน้ำเสียจากโรงงานสิ่งทอ แต่นักวิทยาศาสตร์จากมหาวิทยาลัยบัฟฟาโลเชื่อว่าสารมลพิษในโรงงานอุตสาหกรรมนี้อาจมีชีวิตที่สองในการศึกษาใหม่ พบว่าสีย้อมสามารถเก็บและปลดปล่อยพลังงานได้เมื่อละลายในน้ำ

ทำให้สารประกอบนี้เป็นผู้สมัครที่มีแนวโน้มในการผลิตแบตเตอรี่รีดอกซ์ - แบตเตอรี่สำหรับการไหลซึ่งเป็นแบตเตอรี่ของเหลวที่สามารถชาร์จได้ซึ่งช่วยให้ฟาร์มลมและโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์สามารถจัดเก็บกระแสไฟฟ้าได้ในวันแดดหรือฝนตก

การศึกษาได้ตีพิมพ์ในวารสาร ChemElectroChem ในเดือนสิงหาคม

Methylene Blue เป็นสีย้อมที่ใช้กันอย่างแพร่หลาย Dr. Timothy Cook ผู้ช่วยศาสตราจารย์วิชาเคมีที่โรงเรียนสอนศิลปะและวิทยาศาสตร์แห่งยูบีกล่าวว่าอาจเป็นอันตรายต่อสุขภาพดังนั้นจึงไม่ใช่สิ่งที่คุณต้องการทิ้งในสิ่งแวดล้อมโดยไม่ได้รับการรักษา มีการศึกษาถึงวิธีการแยกน้ำเมทิลีนออกจากน้ำ แต่ปัญหาที่เกิดขึ้นกับวิธีการเหล่านี้ก็คือพวกเขามีราคาแพงและผลิตขยะประเภทอื่น ๆ

ผู้เขียนคนแรกของ University of Buffalo, Ph.D., Anjula Kosswattaarachchi กล่าวว่านี่เป็นแรงจูงใจที่แท้จริงสำหรับโครงการนี้

Methylene blue solution (ภาพจากเครือข่าย)

อัพเกรดและรีไซเคิลเมทิลีนน้ำเงินและน้ำเสีย?

การศึกษานี้เป็นเพียงขั้นตอนแรกในการประเมินปริมาณเมธิลีนสีน้ำเงินที่ใช้ในน้ำทิ้งจากโรงงานอุตสาหกรรมและสามารถนำไปใช้ในแบตเตอรี่ได้หรือไม่

เพื่อให้บรรลุเป้าหมายนี้ Cook กล่าวว่าเราจำเป็นต้องหลีกเลี่ยงกระบวนการสกัดสารสีย้อมจากน้ำที่มีราคาแพงสิ่งที่น่าสนใจก็คือเรามีวิธีที่จะนำน้ำทิ้งมาใช้ซ้ำได้โดยตรงหรือไม่

ในการผลิตสิ่งทอน้ำเสียประกอบด้วยเกลือโดยปกติแล้วเพื่อให้แบตเตอรี่สำหรับการไหลย้อนทำงานได้คุณต้องเพิ่มเกลือเป็นอิเล็กโทรไลต์เพื่อให้เกลือในน้ำเสียเป็นสารละลายในตัว ฉันไม่รู้ว่าจะทำงานได้หรือไม่เพราะเรายังไม่ได้ทดสอบ

Cook และ Kosswattaarachchi ได้พิสูจน์ให้เห็นว่าเมทิลีนบลูทำงานได้ดีในงานสำคัญที่เกี่ยวข้องกับการจัดเก็บพลังงานในการทดลองนักวิทยาศาสตร์ได้สร้างแบตเตอรี่สองก้อนโดยใช้สีย้อมที่ละลายในน้ำเกลือเพื่อจับเก็บและปล่อย อิเล็กทรอนิคส์ (งานสำคัญทั้งหมดในวงจรชีวิตของแบตเตอรี่)

แบตเตอรี่ตัวแรกที่ผลิตโดยนักวิจัยเกือบจะมีประสิทธิภาพเทียบเท่ากับการชาร์จและการถ่ายประจุไฟฟ้า 50 ครั้ง: ส่วนใหญ่ของพลังงานไฟฟ้าที่นักวิทยาศาสตร์ได้เรียกเก็บ

อย่างไรก็ตามเมื่อเวลาผ่านไปเมื่อโมเลกุลของเมทิลีนเป็นสีน้ำเงินติดกับเมมเบรนที่มีความสำคัญต่อการทำงานของอุปกรณ์ที่เหมาะสมความสามารถของแบตเตอรี่ในการเก็บพลังงานเริ่มลดลง

ในแบตเตอรี่ตัวที่สองของนักวิทยาศาสตร์ได้มีการเลือกวัสดุเมมเบรนใหม่เพื่อแก้ปัญหานี้อุปกรณ์นี้ยังคงรักษาสมรรถนะที่ใกล้สมบูรณ์แบบของรุ่นแรกโดยไม่ทำให้ความจุพลังงานลดลงอย่างมากใน 12 รอบการชาร์จและการปลดปล่อย .

ผลการทดลองแสดงให้เห็นว่าเมทิลีนบลูเป็นวัสดุที่สามารถนำไปใช้ได้กับแบตเตอรี่ที่ไหลผ่านด้วยวิธีนี้ทีมหวังที่จะทำวิจัยเพิ่มเติมโดยการได้รับน้ำเสียที่แท้จริงจากโรงงานสิ่งทอโดยใช้สีย้อม

คุกกล่าวว่าเราต้องการที่จะระเหยน้ำทิ้งไปสู่สารละลายที่มีความเข้มข้นมากขึ้นซึ่งประกอบด้วยเมทิลีนบลูและเกลือซึ่งสามารถทดสอบได้โดยตรงในแบตเตอรี่

อุตสาหกรรมสิ่งทอเป็นอุตสาหกรรมหลักของศรีลังกา (ภาพจากเครือข่าย)

การติดต่อส่วนบุคคลระหว่างอุตสาหกรรมสิ่งทอของศรีลังกาและนักวิจัย

Kosswattaarachchi: ก่อนที่จะมาทำงานที่ UB เธอทำงานด้านอุตสาหกรรมสิ่งทอและพัฒนาเทคโนโลยีผ้าใหม่สำหรับสถาบันนาโนเทคโนโลยีศรีลังกา (SLINTEC)

อุตสาหกรรมสิ่งทอเป็นหนึ่งในภาคเศรษฐกิจที่สำคัญที่สุดในประเทศและอุตสาหกรรมนี้ได้สร้างงานขึ้นมากมาย แต่มลพิษเป็นข้อเสียและน้ำเสียก็อาจกลายเป็นปัญหาด้านสิ่งแวดล้อมได้

Kosswattaarachchi กล่าวว่าเราเชื่อว่างานนี้สามารถวางรากฐานสำหรับเส้นทางอื่นในการจัดการน้ำเสียและปูทางสำหรับเทคโนโลยีการจัดเก็บพลังงานสีเขียว