Химики начали использовать краситель пурпурин в «зеленых» литий–ионных батареях
Марена красильная – натуральный растительный краситель, в старину нашедший широкое применение в изготовлении пламенно красного текстиля. Недавно химики из США нашли новое применение этому красителю, химическое название которого – пурпурин, использовав его для изготовления новой экологически чистой литий-ионной батареи.
В повсеместно используемых литий-ионных батареях один из электродов – катод получают в процессе термической обработки соли кобальта и лития. Поэтому изготовление литий-ионных батарей требует высоких температур и больших затрат энергии. Не меньших затрат энергии требует и переработка батарей. О масштабности этого явления говорит то, что ежегодно в мире перерабатываются десятки миллиардов батарей. Добыча самой кобальтовой руды и её переработка также достаточно затратны.
Первые попытки создания литиевых батарей с органическими катодными материалами, например полианилинами, не увенчались значительным успехом ввиду их температурной нестабильности и низких плотностей рассеиваемой мощности.
Несмотря на это поиски новых органических электродных материалов были продолжены, и выбор пал на природный краситель для тканей пурпурин. Органические молекулы красителей, подобные пурпурину, с плоской ароматической системой бензольных циклов и сопряженными с ней карбонильным и гидроксильным заместителями, могут, по-видимому, функционировать как традиционные электроды.
Один из рабочих электродов новой батареи был изготовлен из пурпурина, а второй – из химически литиированного пурпурина. Изготовление последнего достаточно несложно и заключается в осаждении из спиртового раствора пурпурина и соли лития, цвет которого меняется от желто-красного до розового при химическом взаимодействии иона лития с пурпурином. В процессе работы батареи происходит присоединение иона лития к молекуле пурпурина через взаимодействие с карбонильными и гидроксильными заместителями и обратный процесс диссоциации образовавшегося соединения. Оба эти процесса и обеспечивают, как и в обычном аккумуляторе, перенос ионов лития от одного электрода к другому.Коммерческое использование «зелёных» пурпурин-литиевых батарей ожидается спустя несколько лет. За это время необходимо повысить эффективность пурпуринов и найти или синтезировать аналогичные органические молекулы.
1 комментариев на тему "Химики начали использовать краситель пурпурин в «зеленых» литий–ионных батареях"