Un tinte de color zafiro llamado azul de metileno es un ingrediente común en las aguas residuales de las fábricas textiles.
Pero los científicos de la Universidad de Buffalo creen que es posible darle una segunda vida a este contaminante industrial. En un nuevo estudio, muestran que el tinte, cuando se disuelve en agua, es bueno para almacenar y liberar energía en el momento justo.
Esto hace que el compuesto sea un material candidato prometedor para las baterías de flujo redox: baterías grandes y recargables a base de líquido que podrían permitir que los parques eólicos y hogares solares futuros acumulen electricidad para días tranquilos o lluviosos.
La investigación apareció en línea el 13 de agosto en la revista ChemElectroChem .
"El azul de metileno es un tinte muy utilizado. Puede ser dañino para la salud, por lo que no es algo que desee verter en el medio ambiente sin tratarlo", dice el investigador principal Timothy Cook, PhD, profesor asistente de química en la Universidad de UBof Arts and Sciences. "Se ha trabajado mucho en formas de secuestrar el azul de metileno del agua, pero el problema con muchos de estos métodos es que son caros y generan otros tipos de productos de desecho".
"Pero, ¿y si en lugar de simplemente limpiar el agua, pudiéramos encontrar una nueva forma de usarla? Eso es lo que realmente motivó este proyecto", dice el primer autor Anjula Kosswattaarachchi, estudiante de doctorado en química de la UB.
Reciclaje de azul de metileno, ¿y aguas residuales?
El estudio es solo el primer paso para evaluar cómo, y si, el azul de metileno de las aguas residuales industriales se puede utilizar en baterías.
"Para que esto sea práctico, tendríamos que evitar el costoso proceso de extraer el tinte del agua", dice Cook. "Una de las cosas en las que estamos interesados es si podría haber una manera de reutilizar literalmente elaguas residuales en sí.
"En la fabricación de textiles, hay sales en las aguas residuales. Por lo general, para que funcione una batería de flujo redox, debe agregar sal como un electrolito de soporte, por lo que la sal en las aguas residuales podría ser una solución incorporada. Esta estodo especulativo en este momento: no sabemos si funcionará porque aún no lo hemos probado "
Lo que Cook y Kosswattaarachchi han demostrado, hasta ahora, es que el azul de metileno es bueno en tareas importantes asociadas con el almacenamiento de energía. En experimentos, los científicos construyeron dos baterías simples que empleaban el tinte, disuelto en agua salada, paracapturar, almacenar y liberar electrones todos los trabajos cruciales en la vida de una celda de energía.
La primera batería que hicieron los investigadores funcionó con una eficiencia casi perfecta cuando se cargó y drenó 50 veces: la mayor parte de la energía eléctrica que los científicos pusieron, también la sacaron.
Sin embargo, con el tiempo, la capacidad de la batería para almacenar energía disminuyó a medida que las moléculas de azul de metileno quedaban atrapadas en una membrana crítica para el correcto funcionamiento del dispositivo.
La elección de un nuevo material de membrana resolvió este problema en la segunda batería de los científicos. Este dispositivo mantuvo la eficiencia casi perfecta del primer modelo, pero no tuvo una caída notable en la capacidad de almacenamiento de energía durante 12 ciclos de carga y descarga.
Los resultados significan que el azul de metileno es un material viable para las baterías líquidas. Una vez establecido esto, el equipo espera llevar la investigación un paso más allá al obtener aguas residuales reales de una fábrica textil que utiliza el tinte.
"Nos gustaría evaporar las aguas residuales en una solución más concentrada que contenga el azul de metileno y las sales, que luego se pueden analizar directamente en una batería", dice Cook.
En la industria textil de Sri Lanka, una conexión personal con el estudio
El proyecto es importante para Kosswattaarachchi desde un punto de vista personal: antes de llegar a UB, trabajó en textiles, desarrollando nuevas tecnologías de tejidos para el Instituto de Nanotecnología de Sri Lanka SLINTEC.
Los textiles son uno de los sectores económicos más importantes del país, y la industria crea muchos empleos. Pero la contaminación es una desventaja, con las aguas residuales como una preocupación ambiental.
"Creemos que este trabajo podría sentar las bases para una ruta alternativa para la gestión de aguas residuales, allanando el camino hacia una tecnología de almacenamiento de energía verde", dice Kosswattaarachchi.
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Materiales proporcionado por Universidad de Buffalo . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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