KotiUutisetKapenevat kanavat paremman suolanpoiston parantamiseksi

Kapenevat kanavat paremman suolanpoiston parantamiseksi

Uusi meriveden suolanpoistosuunnittelu käyttää kapenevia kanavia tehokkuuden lisäämiseksi, energian käytön leikkaamiseksi ja nykyisten menetelmien haastamiseksi.Voisiko tämä muuttaa vesitekniikkaa?

Urbana-Champaignin Illinoisin yliopiston insinöörit ovat kehittäneet menetelmän "kuolleiden vyöhykkeiden" käsittelemiseksi nestevirtauksessa, jota yleisesti kohtaavat meriveden suolanpoistoon käytettyjen paristojen elektrodissa.Tässä innovatiivisessa lähestymistavassa käytetään fysiikan inspiroimaa kapenevaa virtauskanavan suunnittelua elektrodien sisällä, mikä mahdollistaa nesteiden liikkumisen nopeasti ja tehokkaammin.

Tämä tekniikka voisi käyttää vähemmän energiaa kuin tällä hetkellä hallitsevat käänteisosmoosimenetelmät.

Vaikka suolanpoistotekniikka tarjoaa ratkaisun veden niukkuuteen, tekniset haasteet ovat estäneet sen laajaa käyttöönottoa.Hallitseva tekniikka, käänteisosmoosi, sisältää veden pakottamisen kalvon läpi suolan poistamiseksi, mikä on sekä kallista että energiaa pyytämistä.

Sitä vastoin akkupohjainen menetelmä käyttää sähköä latautuneiden suola-ionien purkamiseen vedestä.Tämä lähestymistapa kuluttaa kuitenkin myös energiaa veden ajamiseen elektrodien läpi, joilla on pieni, epäsäännöllisesti muotoiltu huokos.

Illinoisin tutkimusryhmä on viettänyt vuosia akkupohjaisen suolanpoistotekniikan kehittämiseen, joihin sisältyy laaja mallinnus ja kokeet.Heidän ponnistelunsa ovat äskettäin johtaneet läpimurtotutkimukseen, joka esitteli elektrodit pienillä mikrokanavilla, jotka tunnetaan nimellä interdigitaidut virtauskentät (IDFF).

Heidän viimeisin tutkimuksensa edistää tätä käsitettä käyttämällä kapenevia kanavia elektrodien sisällä kuin suorat.Tämä modifikaatio on parantanut nestevirtausta tai läpäisevyyttä - kaksi tai kolme kertaa verrattuna peräkkäisiin kanaviin.Tämän tutkimuksen tulokset on julkaistu Journal Electrochimica Acta.

Kokeilujensa aikana tutkijat kohtasivat valmistushaasteita, etenkin pitkän prosessin, jota tarvitaan kanavien jauhamiseksi elektrodiin, mikä on merkittävä este tuotannon skaalaamiseksi.Tästä huolimatta Smith ilmaisi luottamuksensa siihen, että tämä este voidaan ylittää.

Kanavan kapeneva teoria ja suunnitteluperiaatteet koskevat erilaisia ​​sähkökemiallisia laitteita, jotka käyttävät virtaavia nesteitä.Niiden roolinsa lisäksi sähkökemiallisessa suolanpoistossa voidaan käyttää energian varastointia, muuntamista ja ympäristön kestävyyslaitteita, mukaan lukien polttokennot, elektrolyysisolut, virtausparistot, hiilen sieppausjärjestelmät ja litiumin talteenottojärjestelmät.