Ученые из Университета Буффало выявили альтернативный способ накапливания возобновляемой энергии.
Открытие произошло в ходе анализа сточных вод одного из текстильных предприятий. Было обнаружено, что вода, содержащая синий краситель (метиленовый синий), обладает электрическими свойствами. Такое открытие может произвести настоящую революцию в аккумуляторной промышленности и помочь текстильной индустрии достичь важной вехи в решении проблем загрязнения и потребления воды.
Для таких стран, как Шри-Ланка, где текстильная промышленность приносит большую часть доходов, открытие имеет первостепенное значение в достижении мировых экологических стандартов.
В процессе окрашивания тканями поглощается только 5% метиленового синего вещества. Ежедневно фабриками, производящими ткани лазурных оттенков, используются тысячи литров красителя. Большая часть не поглощенного вещества просто уходит со сточными водами в окружающую среду.
Метиленовое синее вещество также используется в качестве лекарственного средства при некоторых заболеваниях крови, инфекциях мочевыводящих путей и в случаях отравления цианидами. Обнаружение электрических свойств этого соединения может оказать значительное влияние как на текстильную индустрию в целом, так и на промышленность стран, где производство пряжи и тканей все больше вредит окружающей среде.
«Текстильная промышленность – это то, на чем основан доход большей части населения моей страны, но она связана с огромным количеством сточных вод, что вызывает проблемы», – пояснила химик по профессии и гражданка Шри-Ланки Анюла Коссваттаарачи. «Положительный момент заключается в том, что мы можем переработать и повторно использовать сточные воды, применяя экологически чистые технологии хранения энергии».
Исследование, опубликованное в прошлом месяце в научном журнале ChemElectroChem, показывает, как меняются молекулы метиленового синего при воздействии энергетического потока. Каждая из молекул получает два протона и два электрона для образования лейкометиленового синего. В процессе вещество меняет цвет от темно-синего до бесцветного. Свойство вещества менять свой цвет в разной среде химики использовали в окислительно-восстановительных процессах, применяя метиленовый синий в качестве индикатора
Обратимость данной реакции имеет решающее значение для успеха метиленового синего в качестве составляющей аккумулятора. Большие объемы красителя в стоках могут быть превращены в лейкометиленовый синий посредством солнечной энергии. В случае, когда электричество необходимо ночью, для возобновления энергии можно использовать обратный процесс окисления вещества.
Именно эта обратимость была подтверждена Анюлой Коссваттаарачи и ее руководителем Тимом Куком в ходе испытаний. Ученые наблюдали практически идеальную работу более 50 циклов, выполненных в течение семи дней.
Модель, изучаемая химиками, известна как окислительно-восстановительная батарея потока и является коммерчески доступной, например, с растворами ванадия.
Следующим шагом ученых будет повторение теста с фактическими образцами сточных вод, в которых содержатся метиленовый синий и другие химические вещества.