Qu’est-ce que le sulfure d’aluminium ?
Le sulfure d’aluminium (en anglais : Alminum Sulfide) est un composé d’aluminium et de soufre dont la formule chimique est Al2S3. C’est un composé inorganique.
Sa masse molaire est de 150,2 g/mol. Sa structure cristalline est connue pour avoir plusieurs types de structure cristalline, mais elle a principalement une structure hexagonale en couches serrées, avec les atomes de soufre situés au centre.
Il se présente généralement sous la forme d’un solide poudreux gris. Il a une densité de 2,32 g/cm² et coule dans l’eau, mais sa réactivité avec l’eau fait qu’il se décompose et ne précipite pas sous forme de sulfure d’aluminium lorsqu’il est laissé au repos.
Son numéro CAS, qui est un numéro chimique unique, est le 1302-81-4.
Utilisations du sulfure d’aluminium
1. Supercondensateurs
Le sulfure d’aluminium est utilisé pour produire des structures de nano-réseaux à capacité élevée et pour générer la densité d’énergie des supercondensateurs. Les supercondensateurs sont un type de batterie secondaire, comme les batteries lithium-ion ou alcalines, qui sont des dispositifs capables de stocker de grandes quantités d’énergie.
En utilisant du sulfure d’aluminium pour les électrodes de la batterie afin de créer des structures en nano-réseaux, la surface spécifique et la conductivité peuvent être améliorées, ce qui permet d’obtenir une capacité et une densité énergétique élevées.
2. Matériau actif des batteries
Le sulfure d’aluminium est utilisé comme matériau actif dans les batteries secondaires au lithium à haute densité énergétique. La capacité de décharge initiale du sulfure d’aluminium est d’environ 1 170 mAh/g, ce qui équivaut à 62% de la capacité théorique du soufre.
L’utilisation du sulfure d’aluminium comme matériau d’électrode positive dans les batteries secondaires devrait améliorer la durée du cycle et la sécurité, tout en maintenant une capacité électrique élevée.
3. Explosifs à décharge thermique
Le sulfure d’aluminium est également utilisé comme composant clé dans les explosifs à décharge thermique. La combustion produit de l’oxyde d’aluminium et du sulfure d’hydrogène, qui peuvent être utilisés dans la fabrication d’écrans de fumée et de projectiles lumineux.
4. Fonte et raffinage de l’aluminium
Du soufre est ajouté à l’aluminium et chauffé pour produire du sulfure d’aluminium. L’aluminium peut être raffiné en le faisant réagir avec de l’hydroxyde d’aluminium.
Le sulfure d’aluminium est également utilisé pour des applications médicales, la céramique, des matières premières pour des produits chimiques et comme agent de traitement de l’eau. Il est toutefois très sensible à l’eau et doit être manipulé avec précaution.
Propriétés du sulfure d’aluminium
Le sulfure d’aluminium a le point de fusion le plus élevé de tous les sulfures, puisqu’il fond à des températures supérieures à 1 050°C. C’est pourquoi il est souvent utilisé dans des réactions à haute température et peut être utilisé dans la fusion de l’aluminium et comme matière première pour les céramiques et le verre.
Il se sublime également lorsque la température est portée à 1 500°C. Le sulfure d’aluminium est pratiquement insoluble dans l’eau. Toutefois, dans des conditions acides, il subit une hydrolyse et se décompose en hydroxyde d’aluminium et en sulfure d’hydrogène, raison pour laquelle il réagit avec les acides forts.
Sa dureté est relativement élevée et il est utilisé dans des applications telles que les abrasifs et les matériaux de friction. En revanche, il se décompose facilement à des températures élevées, de sorte que ce composé est utilisé avec le carbone et le silicium, et comme agent réducteur dans la fabrication de l’acier et d’autres applications industrielles.
Autres informations sur le sulfure d’aluminium
1. Sécurité du sulfure d’aluminium
Le sulfure d’aluminium n’est pas une substance toxique au sens de la loi sur le contrôle des substances toxiques et délétères, ni une substance dangereuse au sens de la loi sur les services d’incendie. Cependant, il réagit facilement à l’humidité et, lorsqu’il réagit, il produit du sulfure d’hydrogène.
Le sulfure d’hydrogène a une forte odeur d’œuf pourri, est toxique pour les organismes vivants et est également inflammable et combustible. Il est également irritant pour la peau, pour les yeux et pour les voies respiratoires.
Il convient de porter un équipement de protection approprié lors de la manipulation. Dans le cas improbable d’un contact avec la peau ou les yeux ou d’une inhalation de la poudre, il est recommandé de rincer abondamment à l’eau et de consulter immédiatement un médecin.
2. Le marché du sulfure d’aluminium
La taille du marché mondial du sulfure d’aluminium continue d’augmenter en raison de la demande croissante pour son utilisation dans le traitement de l’eau. La taille du marché mondial du sulfure d’aluminium devrait augmenter de 1,67 milliards de dollars US entre 2022 et 2026, en augmentant à un TCAC de 3,8% au cours de la période de prévision.