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用于海水淡化的新型3D泡沫电流收集器
2022年06月21日    阅读量:12556    新闻来源:中国机械网 okmao.com  |  投稿

中科院合肥物理研究所(HFIPS)的一个研究小组开发了一种流电极电容式海水淡化技术,该技术具有三维泡沫集电器,可用于真正的海水淡化。他们的研究发表在《水研究》上。

流电极电容式海水淡化(FCDI)技术作为一种新型的水处理技术,在海水淡化领域备受关注。传统的FCDI器件电荷转移能力低,除盐率不理想。因此,迫切需要开发新的集电器来提高FCDI器件的电荷转移能力和电场分布。

三维电法被认为是提高盐水处理FCDI装置电荷转移能力的有效方法。它增加了流动电极室的表面与体的比率,可以极大地提高电荷转移面积和电场分布。

在这项研究中,研究人员提出了一种3D碳涂层泡沫镍,以取代钛网和石墨板,作为一种新型的集电器,以增强FCDI设备中的脱盐性能。

3D泡沫集电器充当电荷导体。利用其固有的三维连通开孔结构作为流动通道,扩大了集电器与炭浆之间的电荷转移面积和电场分布。

研究人员在三维电场和计算流体力学模拟中,模拟了不同孔径三维泡沫和二维钛网模型中碳浆的电场和流场。

他们发现,3D泡沫集电器的电荷转移面积明显大于2D平面集电器的电荷转移面积,这使得更多的活性炭颗粒能够有效充电,并提高了FCDI的电荷转移能力和脱盐性能。

此外,电化学测量表明电荷转移电阻显著降低。扩大了三维泡沫集电器的电化学活性表面。结果表明,该工艺具有良好的除盐效果。

这种新型的三维泡沫结构电流收集器为提高FCDI海水淡化装置的电荷转移能力和整体海水淡化效率提供了一种新的策略。

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