Ce protocole est un moyen de produire de l’énergie sans bruit, propre et durable. Il peut facilement résoudre le problème de la crise énergétique en convertissant le gradient de salinité de l’eau en électricité. La méthode fournit une liste directe pour étendre la membrane de grande surface avec des propriétés physiochimiques exceptionnelles pour générer de l’énergie efficace en utilisant RED.
Les performances de sortie du dispositif RED peuvent être mises à l’échelle et la membrane peut être utilisée dans d’autres dispositifs électrochimiques tels que les batteries à flux de phorèse et redox. Préparation de solution homogène, filtration, séchage, techniques de contrôle, lavage, traitement membranaire, régulation des performances membranaires reproductibles. L’alignement de la pile et l’optimisation de la chute de pression sont essentiels pour produire des performances stables de l’appareil.
Pour préparer une membrane échangeuse de cations, ajouter des fibres de polyétheréthercétone sulfinitées à 5% à une fiole inférieure ronde de 250 millilitres et dissoudre les fibres dans un solvant de diméthylacétamide. Agiter ensuite le ballon pendant 10 minutes de manière à ce que tous les polymères ionomères se déposent au fond du ballon. Placer le mélange dans un bain d’huile de silicium avec une barre d’agitation magnétique et remuer vigoureusement la solution à 500 tours par minute pendant 24 heures à 80 degrés Celsius pour obtenir une solution homogène.
Le lendemain, filtrez 30 millilitres de la solution à travers un filtre ptfe de 0,45 micromètre dans une boîte en verre circulaire de 18 centimètres de diamètre. Utilisez un ventilateur d’air pour enlever les bulles avant de placer le plat dans le four pendant 24 heures à 90 degrés Celsius pour générer une membrane autoportante d’environ 50 micromètres d’épaisseur. Pour extraire la membrane autoportante, remplissez le plat avec de l’eau distillée tiède.
Après 10 minutes, la membrane autoportante se détachera de la parabole. Pour activer la membrane, plongez la membrane dans une solution molaire d’acide sulfurique pendant deux heures à 80 degrés Celsius, suivies d’au moins trois lavages de 10 minutes avec un litre d’eau distillée à température ambiante par lavage. Dissoudre 10% en poids de la solution d’ionomère FAA-3 dans un solvant NMP pendant deux heures à température ambiante et 500 tours par minute.
À la fin de l’incubation, filtrer environ 30 millilitres de solution à travers une passoire à pores de 100 microns dans une boîte de Petri en verre de 18 centimètres. Après avoir retiré les bulles d’air, placez le plat dans un four à 100 degrés Celsius pendant 24 heures. Utilisez de l’eau distillée chaude pour extraire la membrane séchée comme démontré et activez la membrane dans un litre d’hydroxyde de sodium pendant deux heures.
Ensuite, lavez la membrane activée trois fois avec un litre d’eau distillée par lavage comme démontré. Après activation, couper les membranes échangeuses de cations et d’anions à 49 centimètres carrés. Pour fabriquer une pile RED, placez une plaque PMMA de trois centimètres d’épaisseur avec l’électrode vers le haut et placez un joint en caoutchouc et une entretoise sur l’électrode.
Placer la membrane échangeuse de cations et la membrane échangeuse d’anions de chaque côté du joint. Placez un joint en silicium et une entretoise sur chaque membrane et placez une deuxième plaque PMMA sur la deuxième couche d’entretoises et de joints. Ensuite, utilisez un entraînement de clé numérique avec une force de 25 newtons pour sécuriser la configuration avec des écrous, des boulons et des rondelles.
Lorsque la pile a été assemblée, placez une électrode en maille de titane recouverte d’un mélange un-à-un d’iridium et de ruthénium à l’extrémité de chaque plaque et utilisez des pinces crocodile pour connecter les électrodes au compteur source. Au moins deux heures avant l’analyse, ajouter cinq litres d’une solution de chlorure de sodium à faible teneur en molaire de 0,01 molaire et cinq litres d’une solution de chlorure de sodium à haute teneur en molaire de 0,6 molaire à de grands récipients reliés à une pompe péristaltique et remuer les solutions en continu à température ambiante. Pour effectuer l’analyse RED, ajoutez une solution de rinçage molaire de 0,05 à un troisième récipient et utilisez des tubes en caoutchouc pour connecter les trois conteneurs à travers la pompe péristaltique et les manomètres à l’ensemble RED.
Réglez le débit de la solution de rinçage à 50 millilitres par minute et le débit des solutions salines à 100 millilitres par minute, et vérifiez le tube pour éliminer tout écoulement croisé ou fuite. Effectuez une lecture de manomètre pour vous assurer que la lecture est stable. Une fois que les solutions ont traversé la pile au moins pendant cinq minutes, utilisez un compteur source connecté aux deux électrodes et à la pile RED pour mesurer les performances de sortie d’électrodialyse inverse par la méthode galvanostat.
Le dispositif d’électrodialyse inverse agit comme un candidat potentiel pour répondre à la demande universelle pour les crises énergétiques futures. La différence dans le gradient de salinité de la concentration en sel donne lieu à la tension en circuit ouvert, qui dépend de la résistance interne de la cheminée d’électrodialyse inverse. Dans cette analyse, la densité de puissance maximale de la cheminée d’électrodialyse inverse était d’environ 0,7 watts par mètre carré, et la densité de puissance nette calculée était d’environ 0,65 watts par mètre carré à un débit fixe.
Comme observé, la densité de puissance de la cellule a d’abord augmenté à la valeur de densité de courant maximale avant de baisser en réponse à une augmentation de la résistance interne de la pile RED. Il est important de vérifier régulièrement la connexion du tube, le flux transversal de la solution et les liquides pour produire des performances efficaces et stables. La préparation d’une membrane uniforme de grande surface déstabilisera les performances de la cellule sans encrasser la membrane et la fuite de solution.
En outre, il fonctionne efficacement dans des conditions de stress.
