含有亚甲蓝溶液的烧杯。(Meredith Forrest Kulwicki /布法罗大学)
一种名为亚甲蓝的蓝宝石色染料是纺织厂废水中的常见成分。
但布法罗大学的科学家们认为，这种工业污染物可能会成为第二次生命。在一项新的研究中，他们表明染料在溶于水时能够很好地储存和释放能量。
这使该化合物成为氧化还原液流电池的有希望的候选材料 - 大型，可充电，液体电池，可以使未来的风电场和太阳能家庭在平静或阴雨天储存电力。
“亚甲蓝是一种广泛使用的染料。它可能对健康有害，因此，如果不对其进行处理，就不会将其转移到环境中，”UB艺术学院化学助理教授，首席研究员Timothy Cook博士说。和科学。“关于将亚甲蓝从水中螯合的方法已经做了很多工作，但很多这些方法的问题在于它们价格昂贵而且产生其他种类的废物。”
“但是，如果不仅仅是清理水，我们可以找到一种新的方式来使用它?这就是真正推动这个项目的动力，”第一作者，化学博士学位的Anjula Kosswattaarachchi说。
升级亚甲蓝 - 和废水?
该研究只是评估工业废水中甲基蓝是如何用于电池的第一步。
“为了实现这一目标，我们需要避免从水中提取染料的昂贵过程，”库克说。“我们感兴趣的一件事是，是否有办法真正重新利用废水本身。
“在纺织品制造中，废水中含有盐。通常，为了使氧化还原液流电池工作，你必须添加盐作为支持电解质，因此废水中的盐可能是一种内置的解决方案。这都是推测性的。现在：我们不知道它是否会起作用，因为我们还没有测试过它。“
到目前为止，Cook和Kosswattaarachchi所展示的是亚甲蓝擅长与储能相关的重要任务。在实验中，科学家们制造了两个简单的电池，这些电池使用溶解在盐水中的染料来捕获，储存和释放电子(电池寿命期间的所有重要工作)。
研究人员制造的第一块电池在充电和排水50次时效率接近完美：科学家投入的任何电能，大部分时间他们都退出了。
然而，随着时间的推移，电池储存能量的能力下降，因为亚甲蓝分子被困在对设备正常功能至关重要的膜上。
选择一种新的膜材料解决了科学家的第二块电池中的这个问题。该装置保持了第一型号的近乎完美的效率，但在12次充电和放电循环中没有显着的能量存储容量下降。
结果表明亚甲蓝是液体电池的可行材料。有了这个，该团队希望通过从使用该染料的纺织厂获得真正的废水来进一步研究。
“我们希望将废水蒸发成含有亚甲基蓝和盐的更浓缩的溶液，然后可以直接在电池中进行测试，”库克说。
该项目从个人的角度来看对Kosswattaarachchi很重要：在来到UB之前，她从事纺织品工作，为斯里兰卡纳米技术研究所(SLINTEC)开发新的织物技术。
纺织品是该国最重要的经济部门之一，该行业创造了许多就业机会。但污染是一个缺点，废水是一个环境问题。
“我们相信这项工作可以为废水管理的替代路线奠定基础，为绿色能源储存技术铺平道路，”Kosswattaarachchi说。
