Was ist Aluminiumsulfid?
Aluminiumsulfid ist eine Verbindung aus Aluminium und Schwefel mit der chemischen Formel Al2S3 und ist eine anorganische Verbindung.
Seine molare Masse beträgt 150,2 g/mol. Es ist bekannt, dass es mehrere Arten von Kristallstrukturen hat, hauptsächlich jedoch eine hexagonale, dicht gepackte Struktur, bei der sich die Schwefelatome in der Mitte befinden.
Es handelt sich im Allgemeinen um einen grauen, pulverförmigen Feststoff. Es hat eine Dichte von 2,32 g/cm2 und sinkt in Wasser, aber aufgrund seiner Reaktivität mit Wasser zersetzt es sich und fällt nicht als Aluminiumsulfid aus, wenn man es stehen lässt.
Die CAS-Nummer, die eine eindeutige chemische Nummer ist, lautet 1302-81-4.
Anwendungen von Aluminiumsulfid
1. Superkondensatoren
Aluminiumsulfid wird zur Herstellung von Nanonetzstrukturen für die hohe Kapazität und Energiedichte von Superkondensatoren verwendet. Superkondensatoren sind eine Art von Sekundärbatterien, wie Lithium-Ionen- oder Alkalibatterien, die große Energiemengen speichern können.
Durch die Verwendung von Aluminiumsulfid für die Batterieelektroden zur Schaffung von Nanonetzstrukturen können die spezifische Oberfläche und die Leitfähigkeit verbessert werden, was eine hohe Kapazität und Energiedichte ermöglicht.
2. Batterieaktives Material
Aluminiumsulfid wird als aktives Material in Lithium-Sekundärbatterien mit hoher Energiedichte verwendet. Die anfängliche Entladekapazität von Aluminiumsulfid beträgt etwa 1170 mAh/g, was 62 % der theoretischen Kapazität von Schwefel entspricht.
Es wird erwartet, dass die Verwendung von Aluminiumsulfid als positives Elektrodenmaterial in Sekundärbatterien die Zykluslebensdauer und die Sicherheit verbessert und gleichzeitig eine hohe elektrische Kapazität beibehält.
3. Thermische Entladungssprengstoffe
Aluminiumsulfid wird auch als Schlüsselkomponente in thermischen Entladungssprengstoffen verwendet. Bei der Verbrennung entstehen Aluminiumsulfid und Schwefelwasserstoff, die bei der Herstellung von Rauchwänden und Leuchtgeschossen verwendet werden können.
4. Aluminiumverhüttung und -raffination
Aluminium wird mit Schwefel versetzt und erhitzt, wobei Aluminiumsulfid entsteht. Aluminium kann durch Reaktion mit Aluminiumhydroxid raffiniert werden.
Aluminiumsulfid wird auch in der Medizin, in der Keramik, als Rohstoff für chemische Produkte und als Wasseraufbereitungsmittel verwendet. Es ist jedoch sehr wasserempfindlich und muss mit Vorsicht behandelt werden.
Funktionsweise von Aluminiumsulfid
Aluminiumsulfid hat den höchsten Schmelzpunkt aller Sulfide und schmilzt bei Temperaturen über 1050 °C. Aus diesem Grund wird es häufig für Reaktionen bei hohen Temperaturen verwendet und kann in der Aluminiumverhüttung sowie als Rohstoff für Keramik und Glas eingesetzt werden.
Es sublimiert auch, wenn die Temperatur auf 1500 °C erhöht wird. Aluminiumsulfid ist praktisch unlöslich in Wasser. Unter sauren Bedingungen wird es jedoch hydrolysiert und zersetzt sich in Aluminiumhydroxid und Schwefelwasserstoff, weshalb es mit starken Säuren reagiert.
Es hat eine relativ hohe Härte und wird unter anderem als Schleifmittel und Reibmaterial verwendet. Andererseits zersetzt es sich leicht bei hohen Temperaturen, weshalb diese Verbindung zusammen mit Kohlenstoff und Silizium und als Reduktionsmittel in der Stahlherstellung und anderen industriellen Anwendungen verwendet wird.
Weitere Informationen zu Aluminiumsulfid
1. Sicherheit
Aluminiumsulfid ist kein giftiger, schädlicher oder gefährlicher Stoff. Es reagiert leicht mit Feuchtigkeit. Wenn es reagiert, entsteht Schwefelwasserstoff.
Schwefelwasserstoff riecht stark nach faulen Eiern, ist giftig für lebende Organismen und außerdem entflammbar und brennbar. Außerdem reizt er die Haut, reizt die Augen und reizt die Atemwege.
Bei der Handhabung sollte eine geeignete Schutzausrüstung getragen werden. Im unwahrscheinlichen Fall eines Haut- oder Augenkontakts oder des Einatmens des Pulvers wird empfohlen, mit reichlich Wasser zu spülen und sofort einen Arzt aufzusuchen.
2. Markt
Der Weltmarkt für Aluminiumsulfid wächst weiter, da die Nachfrage nach Wasseraufbereitungsanwendungen steigt. Es wird erwartet, dass der weltweite Markt für Aluminiumsulfid zwischen 2022 und 2026 um 1,67 Mrd. EUR zunehmen wird, mit einer CAGR von 3,8 % während des Prognosezeitraums.