一种集产电和脱盐于一体的离子膜堆结构及其应用制造技术

技术编号:43054900 阅读:26 留言:0更新日期:2024-10-22 14:36
本发明专利技术公开了一种集产电和脱盐于一体的离子膜堆结构及其应用,膜堆结构由反向双极膜电渗析单元与电渗析单元耦合构成,电渗析单元任意穿插在反向双极膜电渗析单元与单元之间,或者设置在反向双极膜电渗析单元与电极板之间,与反向双极膜电渗析单元形成一个大单元。本发明专利技术的膜堆结构成本低、自身内阻低,可同时实现产电和脱盐过程,且输出功率高、脱盐率高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于化工分离和能源领域,具体涉及一种集产电和脱盐于一体的离子膜堆结构设计及其应用。


技术介绍

1、双极膜电渗析是一种环境友好的离子膜技术,能够在反向偏压下将盐转化为对应的酸和碱,被广泛应用在资源回收、有机酸生产、卤水淡化等领域。反向双极膜电渗析是双极膜电渗析的逆过程:在双极膜的两侧分别通入酸和碱溶液,氢离子和氢氧根离子从溶液主体扩散到双极膜的中间层发生酸碱中和反应,同时,酸和碱的共轭阴/阳离子从酸/碱室迁移到盐室生成盐,如此,在膜堆内部形成了离子的定向迁移,也即离子电流;最后,再结合膜堆两端电极室中发生的氧化还原反应,在反向双极膜电渗析的外电路中可以获得电子电流。根据文献(journal ofenvironmentalmanagement,2021,287:112319;nature,1979,278(5702):335-337.)报道,浓度为1mol/l的酸溶液和碱溶液能够产生79.9kj/mol的吉布斯自由能。由此可见,反向双极膜电渗析是一种非常具有应用潜力的能源转换技术。

2、电渗析是一种普遍应用于海水、浓盐水、卤水等电解质溶液本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种集产电和脱盐于一体的离子膜堆结构,其特征在于:所述离子膜堆结构由反向双极膜电渗析单元与电渗析单元耦合构成。

2.根据权利要求1所述的集产电和脱盐于一体的离子膜堆结构,其特征在于:包括阳极室、阴极室、酸室、碱室、盐室I、盐室II六种隔室;

3.根据权利要求2所述的集产电和脱盐于一体的离子膜堆结构,其特征在于:在所述阳极板附近额外添加一张阴离子膜,并设置一张硅胶垫片,作为电极液的流道;在所述阴极板附近与相邻的阴离子膜之间设置一张硅胶垫片,作为电极液的流道。

4.根据权利要求2所述的集产电和脱盐于一体的离子膜堆结构,其特征在于:若所述膜堆中包括m个反...

【技术特征摘要】

1.一种集产电和脱盐于一体的离子膜堆结构,其特征在于:所述离子膜堆结构由反向双极膜电渗析单元与电渗析单元耦合构成。

2.根据权利要求1所述的集产电和脱盐于一体的离子膜堆结构,其特征在于:包括阳极室、阴极室、酸室、碱室、盐室i、盐室ii六种隔室;

3.根据权利要求2所述的集产电和脱盐于一体的离子膜堆结构,其特征在于:在所述阳极板附近额外添加一张阴离子膜,并设置一张硅胶垫片,作为电极液的流道;在所述阴极板附近与相邻的阴离子膜之间设置一张硅胶垫片,作为电极液的流道。

4.根据权利要求2所述的集产电和脱盐于一体的离子膜堆结构,其特征在于:若所述膜堆中包括m个反向双极膜电渗析单元和n个电渗析单元,则m≥n。

5.一种权利要求1~4中任意一项所述的集产电和脱盐于一体的离子膜堆结构的应用方法,其特征在于,包括以下步骤:

6.根据权利要求5所述的应用方法,其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员:张旭包志琦袁玉婷王浩帆刘丽晋冠平
申请(专利权)人:合肥工业大学智能制造技术研究院
类型:发明
国别省市:

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