张力
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王沫然
工程热物理学报
纳米通道内的反电渗析过程是一种将纳米通道两端由于浓度差造成的能量势差直接转化成电能的新方法.由于反电渗析中局部浓度随通道位置变化,壁面电荷密度也会随通道位置发生变化.本文引入双电层带电Basic-Stern模型,将壁面电荷密度与局部浓度关联,并在传统空间电荷模型的基础上,预测了反电渗析过程的电流电压曲线和电动势.修正的空间电荷模型由于引入双电层带电模型,将难以测量的物理量,如壁面电荷密度,转化为较易测得的物理量和已知的模型参数.与过去模型的对比表明修正的空间电荷模型在合理选择模型参数的条件下更符合实验结果.
关键词:
反电渗析
,
空间电荷模型
,
Basic-Stern模型
,
TMS模型
罗希
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梁鹏
,
曹效鑫
,
张潇源
,
黄霞
膜科学与技术
为了提高碳酸氢铵-反向电渗析模块的产电性能,对其构型进行了优化,并分析了其能量效率的变化特点.结果表明,当碳酸氢铵-反向电渗析模块采用5对离子交换膜及0.2 mm厚的隔板时,其功率密度可达最大值0.85 W/m2(不计电极系统能量损耗).膜对数量不超过8时,开路电压、内阻及最大功率密度均随膜对数的增加而逐渐升高,且膜对数与开路电压、内阻均呈现出良好的线性关系;膜对数量大于8时,装置产电性能逐渐变差.对于相同种类的隔板,采用较薄的隔板能减小装置的内阻,其产电性能更好;对于同等厚度的隔板,编织结构紧密的隔板更优.实验中装置能量效率稳定于30％左右,表明其在能量利用方面具有一定优势.
关键词:
反向电渗析
,
碳酸氢铵
,
废热
,
构型
