紡織廠廢水常見成分「亞甲藍」,或成為液流電池材料新選擇

作者 | 發布日期 2018 年 08 月 28 日 16:41 | 分類 材料 , 材料、設備 , 零組件 follow us in feedly

紡織業常用染料「亞甲藍」用畢通常隨廢水排放,不過科學家現在發現,亞甲藍可以成為液流電池有希望的新候選材料。



亞甲藍(methylene blue)是種芳香雜環化合物,常當作化學指示劑、染料、生物染色劑和藥物使用,其水溶液在氧化性環境中呈明亮寶藍色,但遇鋅、氨水等還原劑會被還原成無色。

(Source:紐約州立大學水牛城分校

紐約州立大學水牛城分校團隊發現,當亞甲藍染料溶於水時能夠儲存和釋放能量,可以做為氧化還原液流電池的材料,當作風電場、太陽能廠、太陽能房屋的儲能系統。

亞甲藍是工業廣泛使用的染料,對人體健康有危害疑慮,未經處理不能直接排入自然環境,科學家已經研究多年如何將亞甲藍從水中安全回收,但各種方法之成本都很昂貴,且過程會再產生其他廢棄物。

但如果有一天,我們不只不用特地花冤枉錢去轉換廢水,還能直接掬一把廢水當作液流電池的材料呢?由於紡織業排放的廢水中含有鹽,而氧化還原液流電池恰巧需要添加鹽充當電解質,因此研究人員推測,含有亞甲藍的廢水或許能直接當作液流電池的溶劑。

液流電池是一種蓄電池系統,兩邊包含兩個裝滿化學溶劑的水箱,需要發電時再利用幫浦抽送溶劑到中間發電室,發電室內以薄膜隔開兩種不同溶劑,在薄膜兩邊形成兩個電極,產生離子交換來發電。

目前,研究團隊製造了兩個簡單的液流電池原型,來測試亞甲藍化合物捕獲、儲存和釋放電子的能力,第一個電池在充放電循環週期 50 次左右時效率接近完美,但隨著時間推移,電池儲能能力下降,因為亞甲藍分子被困在薄膜上。

第二個液流電池團隊換了另一種材質的薄膜,效率與第一個電池差不多完美,12 次充放電循環週期過後儲能容量也沒有明顯下降,讓團隊相信亞甲藍廢水是液流電池的可行性材料。接下來,研究人員希望能拿真正的紡織廠廢水進行實驗,除了要將廢水蒸發成含有亞甲藍和鹽濃縮溶液外,還打算直接在正式電池中測試。

新研究發表於《ChemElectroChem》期刊。

(首圖來源:紐約州立大學水牛城分校