في الكيمياء إن مركب بيروكسيد الليثيوم (lithium peroxide) عبارة عن مركب غير عضوي يتكون من ذرتي أكسجين وذرتي ليثيوم، ويمتلك الصيغة الكيميائية التالية: (Li2O2)، ويظهر بيروكسيد الليثيوم كمسحوق أبيض أو صلب حبيبي أصفر رملي، يعمل على تهييج كلا من الجلد والعينين والأغشية المخاطية، وتستخدم من أجل إنتاج إمدادات من الأكسجين عالي النقاء.
بيروكسيد الليثيوم
- إن مركب بيروكسيد الليثيوم هو مركب غير عضوي بالصيغة الكيميائية التالية (Li2O2) وهو عبارة عن مادة صلبة بيضاء غير هضمية، ونظرًا لارتفاع نسبة الأكسجين إلى الكتلة والأكسجين إلى نسب الحجم، فإنه قد تم استعمال المادة الصلبة من أجل عملية إزالة مركب ثاني أكسيد الكربون من الغلاف الجوي في المركبات الفضائية.
- يتم تحضير مركب بيروكسيد الليثيوم (Li2O2) من خلال حدوث تفاعل بين مركب بيروكسيد الهيدروجين ذو الصيغة الكيميائية التالية (H2O2) مع مركب هيدروكسيد الليثيوم ذو الصيغة الكيميائية التالية (LiOH)، حيث أنه ينتج هذا التفاعل في البداية مركب هيدرو بيروكسيد الليثيوم ذو الصيغة الكيميائية التالية (LiOOH) كما في المعادلة الكيميائية التالية:
LiOH + H2O2 → LiOOH + H2O
- كما أنه أيضًا قد تم وصف مركب هيدرو بيروكسيد الليثيوم بأنه ثلاثي هيدرات بيروكسيد الليثيوم أحادي الهيدرات (Li2O2 · H2O2 · 3H2O)، علما أنه ينتج عن تجفيف هذه المادة ملح البيروكسيد اللامائي كما في المعادلة الكيميائية التالية:
2LiOOH → Li2O2 + H2O2
- يتحلل مركب بيروكسيد الليثيوم (Li2O2) عند حوالي درجة حرارة مقدارها 450 درجة مئوية من أجل أن يعطي مركب أكسيد الليثيوم كما في المعادلة الكيميائية التالية:
2Li2O2 → 2 Li2O + O2
- في الواقع لقد تم تحديد هيكل مركب بيروكسيد الليثيوم (Li2O2) الصلب بواسطة علم البلورات بالأشعة السينية ونظرية الكثافة الوظيفية، إذ تتميز المادة الصلبة بوحدات (Li6O2) “تشبه الإيثان” مكسوفة بمسافة (O-O) تبلغ حوالي 1.5.
معلومات عامة عن بيروكسيد الليثيوم
- إن الليثيوم عبارة عن عنصر نادر، ويستخدم على نطاق واسع في التصنيع والإلكترونيات والطب وغيرها، ومن أهم مركبات الليثيوم مركب بيروكسيد الليثيوم، كما وأنه يعتبر أحد مكونات التجديد، منتجات لحماية الجهاز التنفسي للإنسان من العوامل الضارة الكيميائية والبيولوجية.
- بالنسبة للحالة الفيزيائية أي المظهر الخارجي لمركب بيروكسيد الليثيوم فهو عبارة عن بلورات تكون إما عديمة اللون إلى الأبيض، ومن ناحية الأخطار الكيميائية فإنه يتحلل عند التسخين فوق درجة حرارة مقدارها 924 درجة مئوية، وينتج عن هذا أبخرة سامة، إن المحاليل في الماء تكون قاعدية قوية، علما أن بيروكسيد الليثيوم يتفاعل بعنف مع الأحماض وهو مادة أكالة للألمنيوم والقصدير والزنك، وينتج عن ذلك غاز قابل للاشتعال / متفجر، كما أنه يتفاعل مع المؤكسدات القوية.
- يتم استخدام مركب بيروكسيد الليثيوم في أجهزة تنقية الهواء حيث يكون الوزن مهمًا وعلى سبيل المثال في المركبات الفضائية من أجل امتصاص غاز ثاني أكسيد الكربون وإطلاق الأكسجين كما في التفاعل الكيميائي التالي:
2Li2O2 + 2 CO2 → 2 Li2CO3 + O2
- علما أنه يمتص ثاني أكسيد الكربون أكثر مما يمتصه نفس وزن هيدروكسيد الليثيوم ويوفر ميزة إطلاق الأكسجين، وفوق كل ما بق وعلى نقيض معظم بيروكسيدات الفلزات القلوية الأخرى فهي ليست مسترطبة، وتفاعل مركب بيروكسيد الليثيوم القابل للانعكاس هو يعد الأساس من أجل نموذج أولي لبطارية ليثيوم-هواء، كما ويسمح استخدام الأكسجين من الغلاف الجوي للبطارية بالتخلص من تخزين الأكسجين لتفاعلها، مما يوفر وزن البطارية وحجمها.
- لقد قامت جامعة ولاية أوهايو في عام 2014 ميلادي بإعلان عن الجمع الناجح بين بطارية ليثيوم-هواء مغطاة بخلية شمسية شبكية منفذة للهواء، ومن المتوقع أن يؤدي الجمع بين وظيفتين في جهاز واحد (“البطارية الشمسية”) إلى تقليل التكاليف بشكل كبير مقارنة بالأجهزة ووحدات التحكم المنفصلة كما هو مستخدم حاليًا.
- لقد تم فحص تحلل بيروكسيد الليثيوم أثناء عملية شحن بطاريات الليثيوم-الهواء، علما أنه يتم تقديم طريقة تحضير جديدة للأقطاب الكهربائية في حالة التفريغ أي مملوءة مسبقًا ببيروكسيد الليثيوم (Li2O2) باستخدام أكسيد البولي إيثيلين كمواد رابطة، ويتم فحص تكوين وتفاعل الأقطاب الكهربائية المعبأة مسبقًا ببيروكسيد الليثيوم عن طريق التحليل الحراري إلى جانب قياس الطيف الكتلي عبر الإنترنت.
- ترتبط ملفات تعريف الجهد وتطور الغاز أثناء عملية شحن الأقطاب الكهربائية المعبأة مسبقًا (Li2O2) في خلايا البطارية بعملية التحلل الحراري لـ (Li2O2) وتأثيرها على مركبات الأقطاب الكهربائية الأخرى، ولقد وجد أن كلاً من التحلل الحراري (Li2O2) والتحلل الكهروكيميائي لـ (Li2O2) أثناء الشحن يعززان أكسدة المنحل بالكهرباء والمادة الرابطة و / أو الكربون والذي يُقترح أنه ناتج عن تكوين الأكسجين “الناشئ” أثناء تحلل (Li2O2) إلى (O2) و (Li2O) (حراريًا) أو إلى (O2) وأيونات الليثيوم (كهروكيميائيًا).
