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高效海水淡化裝置效率可達80%

鉅大LARGE  |  點擊量:897次  |  2019年02月28日  

受傳統(tǒng)鈉離子電池啟發(fā),美國伊利諾伊大學(xué)研究人員研制出類似電池的海水淡化裝置,以最小的能量實現(xiàn)大約80%的淡化率,未來或可實現(xiàn)質(zhì)高價廉的海水淡化新技術(shù)。該成果報告刊登在《電化學(xué)學(xué)會志》上。


海水淡化技術(shù)可滿足不斷增加的淡水需求。但海水淡化的技術(shù)障礙和所需的大量能源阻礙著相關(guān)技術(shù)的大規(guī)模實施。目前最常用的反滲透法通過一個膜析出海水中的鹽分,這一方法同樣成本高昂,需消耗大量能源。相比之下,新的電池方法只用少量電即可把鹽離子從海水中分離出來。


據(jù)物理學(xué)家組織網(wǎng)報道,該大學(xué)機械科學(xué)與工程教授凱爾·史密斯和賴蘭·德米勞受到鈉離子電池啟發(fā)。鈉離子電池中正極和負(fù)極兩個腔室中有一個隔板,離子可以從中流過。當(dāng)電池放電,鹽的兩元素鈉離子和氯離子被吸引到一個腔室中,淡化的水則留在另一個腔室中。


史密斯說,常規(guī)電池中的鹽離子會從正極擴散到負(fù)極,這限制了析鹽的數(shù)量,因此他們在兩個電極之間加入一層膜,可阻止鹽離子進入淡化水的一邊,保持其淡化狀態(tài)。模擬研究顯示,不考慮其他污染物,該設(shè)備淡化海水的效率可達到80%。


史密斯說:“與反滲透法相比,新方法電池裝置可大可小,可在不同地方應(yīng)用,而傳統(tǒng)海水淡化廠規(guī)模大且成本高。新的方法中,水泵所需通過的壓力要小得多,消耗更少的能量。”此外,與其他需要更為復(fù)雜管道的海水淡化技術(shù)相比,水流通過裝置的速度要更易調(diào)整。

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充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%

史密斯表示,未來對用于這種設(shè)備的新材料還要做很多開發(fā)工作。希望這項研究能夠激發(fā)科研人員發(fā)現(xiàn)新的海水淡化方法和材料。

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