과산화 리튬

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과산화 리튬(Lithium peroxide)은 화학식 Li2O2를 갖는 무기 화합물이다. 이 물질 흰색의 비흡습성 고체이다. 높은 산소: 질량과 산소: 부피 비율 때문에 우주선안 공기에서 이산화탄소를 제거하기 위해 사용되었다.[1]

합성[편집]

화합물은 과산화수소수산화리튬의 반응에 의해 합성된다. 이 반응은 초기에 수산화리튬을 만들어낸다.[1][2]

LiOH + H2O2 → LiOH + 2 H2O

이 과수산화리튬은 일과수화물과 삼수화물로써 묘사되어있다 (Li2O2·H2O2·3H2O). 이 물질의 탈수는 무수 과산화물 염을 만든다;

2 LiOOH → Li2O2 + H2O2 + 2 H2O

이산화리튬은 약 450 °C에서 분해되어 산화리튬을 생성한다;

2 Li2O2 → 2 Li2O + O2

고체 이산화리튬의 구조는 X선 결정학과 밀도 함수 이론에 의해 결정되었다. 이 고체는 약 1.5Å의 O-O 거리를 가진 “에탄 형”Li6O2의 하위 단위를 가려낸다.[3] 수산화리튬과 과산화수소 또는 리튬알콕시드와 과산화수소에 의해 얻을 수 있다.

용도[편집]

이것은 공기 청정기에서 중량이 중요한 곳에서 사용된다. 예를 들어, 이 물질은 이산화탄소를 흡수하고 반응으로 산소를 방출한다:[1]

2 Li2O2 + 2 CO2 → 2 Li2CO3 + O2

그것은 같은 무게의 수산화리튬보다 더 많은 양의 이산화탄소를 흡수한다. 그리고 더 많은 양의 산소결합을 제공한다.[4] 또한, 대부분의 다른 알칼리 금속 과산화물과는 달리 흡습성이 없다.

과산화리튬의 역반응은 프로토 타입 리튬-공기 배터리의 기초이다. 대기의 산소를 사용함으로써 이것의 반응에 필요한 산소를 제거하도록 해 배터리의 무게와 사이즈를 보존한다.[5]

2014년에 오하이오 주립 대학교에서 리튬 공기 배터리와 공기 투과성 메쉬 형 태양 전지의 성공적인 결합이 발표되었다.[6] 하나의 장치 ( "태양 전지")에서 두 가지 기능을 결합하면 현재 사용되는 별도의 장치 및 제어기에 비해 비용을 크게 줄일 수 있다.

각주[편집]

  1. Greenwood, Norman N.; Earnshaw, Alan (1984). 《Chemistry of the Elements》. Oxford: Pergamon Press. 98쪽. ISBN 0-08-022057-6. 
  2. E. Dönges "Lithium and Sodium Peroxides" in Handbook of Preparative Inorganic Chemistry, 2nd Ed. Edited by G. Brauer, Academic Press, 1963, NY. Vol. 1. p. 979.
  3. L. G. Cota and P. de la Mora "On the structure of lithium peroxide, Li2O2" Acta Crystallogr. 2005, vol. B61, pages 133-136. doi 10.1107/S0108768105003629
  4. Ulrich Wietelmann, Richard J. Bauer "Lithium and Lithium Compounds" in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry 2005, Wiley-VCH: Weinheim. doi 10.1002/14356007.a15_393.pub2
  5. Girishkumar, G.; B. McCloskey; AC Luntz; S. Swanson; W. Wilcke (2010년 7월 2일). “Lithium- air battery: Promise and challenges”. 《The Journal of Physical Chemistry Letters》 1 (14): 2193–2203. doi:10.1021/jz1005384. 
  6. [1] Patent-pending device invented at The Ohio State University: the world’s first solar battery.

외부 링크[편집]