KEMITEKNIK I Figur 1. a) Ferrocyanid redox-reaktion. b) Antrakinon redox-reaktion. Ferrocyanid og antrakinon er miljøvenlige materialer, og derudover ligger prisen for begge på omkring 15-30 kr./kg. Ferrocyanid bruges blandt andet som additiv i køkkensalt, mens antrakinoner dannes naturligt i blandt andet rabarber. De er derfor velegnede som elektrodematerialer til storskala energilagring, hvor stabilitet, miljøhensyn og pris er centrale. På trods af at antrakinonen er et organisk molekyle, betragtes det generelt som stabilt. Det skyldes de to aromatiske ringe, som omringer og stabiliserer den centrale og reaktive ketonring. Antrakinon kan degradere til antron, hvilket kan forhindres ved at sætte de rette funktionelle grupper på antrakinonen. som typisk vil være mindre end 1,6-1,8V, da der skal vælges elektrokemisk aktive materialer inden for det ”elektrokemiske vindue” for vand. Det vil sige, det må ikke reagere med vandet og danne oxygen eller hydrogen, hvilket for eksempel sker, når Li-metal kommer i kontakt med vand. Med et samtidigt krav om elektrokemisk aktivitet, lav materialepris og miljøpåvirkning, så reduceres mængden af mulige grundstoffer og molekyler til kun at omfatte Ti, Zn, Mn, Fe, Cu og en række organiske molekyler, for eksempel antrakinoner, som blandt andet findes i rabarber. Vi har de seneste år i vores forskning arbejdet med ferrocyanid og antrakinoner [2-6] som udgangsmolekyler til vandige batterier. Figur 1 viser de grundlæggende strukturer og redox-reaktioner, som gør dem anvendelige i batterier. Udover at begge molekyler er yderst elektrokemisk reversible og stabile, så er nogle af de attraktive egenskaber, at strukturen kan skræddersys, således at de kan bruges i både ”tørcelle”-batterier og flowbatterier. Tørcelle-batterier Et muligt katodemateriale til vandige tørcelle-batterier er berlinerblåt og analoger dertil. Disse har den generelle kemiske formel AxMFe(CN)6, hvor M er et overgangsmetal og A typisk er kalium eller natrium. Berlinerblåt (M = Fe) blev fremstillet første gang allerede i 1704, og blev, som navnet antyder, brugt som farvestof. I de senere år er analoger (M = Zn, Cu, Mn, Co, Ti) til berlinerblåt blevet undersøgt som katodemateriale på grund af en række attraktive egenskaber. Berlinerblåt og analoger baseret på overgangsmetaller er meget stabile og uopløselige i vand, og de egner sig derfor godt som elektrodemateriale. Disse kan nemt fremstilles ved at blande metalsulfat (MSO4) og kaliumferrocyanid Din arbejdssikkerhed Køle- og fryseskabe til miljøer hvor eksplosive gasser kan forekomme bioline Gram Commercial A/S | Aage Grams Vej 1 | DK-6500 Vojens | Tlf. 7320 1300 | info@gram-bioline.com | www.gram-bioline.com dansk kemi ExGuard udg 4 2018.indd 1 - Dansk Kemi, 100, nr. 1, 2019 09/05/2018 11.42 13
Download PDF fil
Se arkivet med udgivelser af Dansk Kemi her
TechMedias mange andre fagblade kan læses her