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纺织厂废水常见成分“亚甲蓝”,或成为液流电池材料新选择

2024-12-24 214

纺织业常用染料“亚甲蓝”用毕通常随废水排放,不过科学家现在发现,亚甲蓝可以成为液流电池有希望的新候选材料。

亚甲蓝(methylene blue)是种芳香杂环化合物,常当作化学指示剂、染料、生物染色剂和药物使用,其水溶液在氧化性环境中呈明亮宝蓝色,但遇锌、氨水等还原剂会被还原成无色。

(Source:纽约州立大学水牛城分校)

纽约州立大学水牛城分校团队发现,当亚甲蓝染料溶于水时能够储存和释放能量,可以做为氧化还原液流电池的材料,当作风电场、太阳能厂、太阳能房屋的储能系统。

亚甲蓝是工业广泛使用的染料,对人体健康有危害疑虑,未经处理不能直接排入自然环境,科学家已经研究多年如何将亚甲蓝从水中安全回收,但各种方法之成本都很昂贵,且过程会再产生其他废弃物。

但如果有一天,我们不只不用特地花冤枉钱去转换废水,还能直接掬一把废水当作液流电池的材料呢?由于纺织业排放的废水中含有盐,而氧化还原液流电池恰巧需要添加盐充当电解质,因此研究人员推测,含有亚甲蓝的废水或许能直接当作液流电池的溶剂。

液流电池是一种蓄电池系统,两边包含两个装满化学溶剂的水箱,需要发电时再利用泵抽送溶剂到中间发电室,发电室内以薄膜隔开两种不同溶剂,在薄膜两边形成两个电极,产生离子交换来发电。

目前,研究团队制造了两个简单的液流电池原型,来测试亚甲蓝化合物捕获、储存和释放电子的能力,第一个电池在充放电循环周期 50 次左右时效率接近完美,但随着时间推移,电池储能能力下降,因为亚甲蓝分子被困在薄膜上。

第二个液流电池团队换了另一种材质的薄膜,效率与第一个电池差不多完美,12 次充放电循环周期过后储能容量也没有明显下降,让团队相信亚甲蓝废水是液流电池的可行性材料。接下来,研究人员希望能拿真正的纺织厂废水进行实验,除了要将废水蒸发成含有亚甲蓝和盐浓缩溶液外,还打算直接在正式电池中测试。

新研究发表于《ChemElectroChem》期刊。

  • This bright blue dye is found in fabric. Could it also power batteries?

(首图来源:纽约州立大学水牛城分校)

2019-03-11 13:31:00

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