Bu protokol, gürültüsüz, temiz ve sürdürülebilir bir enerji üretme yoludur. Su tuzluluk gradyanını elektriğe dönüştürerek enerji krizi sorununu kolayca çözebilir. Yöntem, RED kullanarak verimli güç üretmek için olağanüstü fizyokimyasal özelliklere sahip geniş alan membranını genişletmek için doğrudan bir liste sağlar.
RED cihazının çıkış performansı ölçeklendirilebilir ve membran, forez ve redoks akış pilleri gibi diğer elektrokimyasal cihazlarda kullanılabilir. Homojen çözelti hazırlama, filtrasyon, kurutma, kontrol teknikleri, yıkama, membran tedavisi, tekrarlanabilir membran performansını düzenler. Yığın hizalaması ve basınç düşüşü optimizasyonu, kararlı cihaz performansı üretmek için çok önemlidir.
Bir katyon değişim zarı hazırlamak için, 250 mililitre yuvarlak alt şişeye% 5 sülünitlenmiş polietheretherketone lifleri ekleyin ve lifleri dimetilsetamid çözücüde çözün. Daha sonra şişeyi 10 dakika sallayın, böylece tüm iyonomer polimerleri şişenin dibine yerleşir. Karışımı manyetik bir karıştırma çubuğuna sahip silikon bir yağ banyosuna yerleştirin ve homojen bir çözelti elde etmek için çözeltiyi 80 santigrat derecede 24 saat boyunca dakikada 500 devirde kuvvetlice karıştırın.
Ertesi gün, çözeltinin 30 mililitresini 0,45 mikrometre PTFE filtreden dairesel 18 santimetre çapında bir cam kabın içine filtreleyin. Yaklaşık 50 mikrometre kalınlığında bağımsız bir membran oluşturmak için yemeği 90 santigrat derecede 24 saat fırına yerleştirmeden önce kabarcıkları çıkarmak için bir hava üfleyici kullanın. Bağımsız membranı çıkarmak için, yemeği ılık damıtılmış suyla doldurun.
10 dakika sonra, bağımsız membran çanaktan ayrılır. Zarı etkinleştirmek için, zarı 80 santigrat derecede iki saat boyunca bir azı dişi sülfürik asit çözeltisine daldırin, ardından yıkama başına oda sıcaklığında bir litre damıtılmış su ile en az üç 10 dakikalık yıkama. NMP çözücüde oda sıcaklığında iki saat ve dakikada 500 devir için %10 ağırlıkta FAA-3 iyonomer çözeltisi çözün.
Kuluçkanın sonunda, 100 mikronluk bir gözenek süzgecinden yaklaşık 30 mililitre çözeltiyi 18 santimetrelik bir cam Petri kabına filtreleyin. Hava kabarcıklarını çıkardıktan sonra, yemeği 24 saat boyunca 100 santigrat derecelik bir fırına yerleştirin. Gösterildiği gibi kurutulmuş membranı çıkarmak için sıcak damıtılmış su kullanın ve membranı bir litre sodyum hidroksitte iki saat boyunca aktive edin.
Daha sonra aktif membranı, gösterildiği gibi yıkama başına bir litre damıtılmış su ile üç kez yıkayın. Aktivasyondan sonra, katyon ve anion değişim zarlarını 49 santimetre kareye kesin. KIRMIZI bir yığın yapmak için, elektrot yukarı bakacak şekilde üç santimetre kalınlığında bir PMMA plakası yerleştirin ve elektrot üzerine bir kauçuk conta ve aralayıcı yerleştirin.
Katyon değişim membranını ve anion değişim zarını contanın her iki tarafına yerleştirin. Her zara bir silikon conta ve bir aralayıcı yerleştirin ve ikinci aralayıcı ve conta katmanına ikinci bir PMMA plakası yerleştirin. Ardından, kurulumu somunlar, cıvatalar ve pullarla sabitlemek için 25 newton metre kuvvetine sahip bir dijital anahtar sürücüsü kullanın.
Yığın monte edildiğinde, her plakanın sonuna bire bir iridyum ve ruthenium karışımı ile kaplanmış bir titanyum ağ elektrodu yerleştirin ve elektrotları kaynak metreye bağlamak için timsah klipsleri kullanın. Analizden en az iki saat önce, peristaltik bir pompaya bağlı tek tek büyük kaplara beş litre 0,01 molar düşük sodyum klorür çözeltisi ve beş litre 0,6 molar yüksek sodyum klorür çözeltisi ekleyin ve çözeltileri oda sıcaklığında sürekli karıştırın. KIRMIZI analizi yapmak için üçüncü bir kaba 0,05 molar durulama çözeltisi ekleyin ve üç kabı da peristaltik pompa ve basınç göstergeleri aracılığıyla RED tertibata bağlamak için kauçuk tüpler kullanın.
Durulama çözeltisinin akış hızını dakikada 50 mililitreye ve tuz çözeltilerinin akış hızını dakikada 100 mililitreye ayarlayın ve çapraz akışı veya sızıntıyı ortadan kaldırmak için boruyu kontrol edin. Okumanın kararlı olduğundan emin olmak için bir basınç ölçer okuması gerçekleştirin. Çözeltiler yığında en az beş dakika çalıştırdıktan sonra, galvanostat yöntemiyle ters elektrodiyaliz çıkış performansını ölçmek için hem elektrotlara hem de RED yığınına bağlı bir kaynak ölçer kullanın.
Ters elektrodiyaliz cihazı, gelecekteki enerji krizleri için evrensel talebi karşılamak için potansiyel bir aday görevi görür. Tuz konsantrasyonunun tuzluluk gradyanındaki fark, ters elektrodiyaliz yığınının iç direncine bağlı olan açık devre gerilimine neden olur. Bu analizde, ters elektrodiyaliz yığını için maksimum güç yoğunluğu metrekare başına yaklaşık 0,7 watt ve hesaplanan net güç yoğunluğu sabit bir akış hızında metrekare başına yaklaşık 0,65 watt idi.
Gözlemlendiği gibi, hücrenin güç yoğunluğu, RED yığınının iç direncindeki artışa yanıt olarak düşmeden önce başlangıçta maksimum akım yoğunluğu değerine yükseldi. Verimli ve istikrarlı bir performans üretmek için boru bağlantısını, çözelti çapraz akışını ve sıvıları düzenli olarak çapraz kontrol etmek önemlidir. Tek tip geniş alan membranın hazırlanması, membran ve çözelti sızıntısını kirletmeden hücre performansını bozacaktır.
Ayrıca, stres koşullarında verimli bir şekilde çalışır.
