פרוטוקול זה הוא דרך נטולת רעשים, נקייה ובת קיימא להפקת אנרגיה. זה יכול בקלות לפתור את בעיית משבר האנרגיה על ידי המרת שיפוע מליחות המים לחשמל. השיטה מספקת רשימה ישירה להרחבת קרום שטח גדול עם תכונות פיזיותכימיות יוצאות דופן ליצירת כוח יעיל באמצעות אדום.
ניתן להגדיל את ביצועי הפלט של התקן RED וניתן להשתמש בממברנה במכשירים אלקטרוכימיים אחרים כמו פורזיס וסוללות זרימה אדומות. הכנת פתרון הומוגני, סינון, ייבוש, טכניקות בקרה, לשטוף, טיפול בקרום, לווסת את ביצועי קרום לשחזור. יישור המחסנית ומיטוב ירידה בלחץ חיוניים להפקת ביצועי התקן יציבים.
כדי להכין קרום חילופי קטיונים, להוסיף 5% סיבי פוליאתרקטון sulfinitated לבקבוקון תחתון עגול 250 מיליליטר ולהמיס את הסיבים ממס דימתיל אקטמיד. ואז לנער את הבקבוק במשך 10 דקות, כך שכל פולימרים ionomer להתיישב לתחתית הבקבוקון. מניחים את התערובת באמבט שמן סיליקון עם מוט ערבוב מגנטי ומערבבים במרץ את הפתרון ב 500 מהפכות לדקה במשך 24 שעות ב 80 מעלות צלזיוס כדי להשיג פתרון הומוגני.
למחרת, לסנן 30 מיליליטר של הפתרון באמצעות מסנן PTFE PTPT 0.45 מיקרומטר לתוך צלחת זכוכית עגולה בקוטר 18 ס"מ. השתמש מפוח אוויר כדי להסיר את כל בועות לפני הצבת המנה בתנור במשך 24 שעות ב 90 מעלות צלזיוס כדי ליצור קרום עצמאי עבה כ 50 מיקרומטר. כדי לחלץ את הממברנה העומדת בפניה, מלאו את המנה במים מזוקקים חמים.
לאחר 10 דקות, הממברנה העומדת בפניה יתנתק מהמנה. כדי להפעיל את הממברנה, לטבול את הממברנה בתמיסת חומצה גופרתית טחנת אחת במשך שעתיים ב 80 מעלות צלזיוס, ואחריו לפחות שלוש שטיפות 10 דקות עם ליטר אחד של מים מזוקקים בטמפרטורת החדר לכל לשטוף. יש להמיס 10% לפי פתרון היונומר FAA-3 במשקל בממס NMP למשך שעתיים בטמפרטורת החדר ו-500 סיבובים לדקה.
בסוף הדגירה, לסנן כ 30 מיליליטר של פתרון באמצעות מסננת נקבובית 100 מיקרון לתוך צלחת פטרי 18 סמ. לאחר הסרת כל בועות אוויר, מניחים את המנה לתוך 100 מעלות צלזיוס תנור במשך 24 שעות. השתמש במים מזוקקים חמים כדי לחלץ את הממברנה המיובשת כפי שהודגם ולהפעיל את הממברנה בליטר אחד של נתרן הידרוקסיד במשך שעתיים.
לאחר מכן לשטוף את הממברנה הפעילה שלוש פעמים עם ליטר אחד של מים מזוקקים לכל לשטוף כפי שהוכח. לאחר ההפעלה, לחתוך את קרום חילופי cation ו anion ל 49 ס"מ רבוע. כדי ליצור ערימה אדומה, מקם צלחת PMMA בעובי שלושה סנטימטרים עם האלקטרודה הפונה כלפי מעלה והנח אטם גומי ומרווח על האלקטרודה.
מניחים את קרום חילופי הקיון ואת קרום החלפת האניון משני צדי האטם. מניחים אטם סיליקון ומרווח על כל ממברנה ומניחים צלחת PMMA שנייה על השכבה השנייה של מרווחים ואטמים. לאחר מכן השתמש בכונן מפתח ברגים דיגיטלי עם כוח של 25 מטר ניוטון כדי לאבטח את ההתקנה עם אגוזים, ברגים וכוסות כביסה.
כאשר הערימה הורכבה, מניחים אלקטרודה רשת טיטניום אחת מצופה בתערובת של אחד על אחד של אירידיום ורותניום בסוף כל צלחת והשתמשו בקליפי תנין כדי לחבר את האלקטרודות למד המקור. לפחות שעתיים לפני הניתוח, להוסיף חמישה ליטרים של תמיסת נתרן כלורי נמוכה 0.01 טוחנות וחמישה ליטרים של תמיסת נתרן כלורי בגובה 0.6 טוחנות למיכלים גדולים בודדים המחוברים למשאבה פריסלטית ומערבבים את הפתרונות ברציפות בטמפרטורת החדר. כדי לבצע את ניתוח RED להוסיף 0.05 פתרון שטיפה טוחנת למיכל שלישי ולהשתמש צינורות גומי כדי לחבר את כל שלושת המכולות דרך המשאבה peristaltic ומדי לחץ להרכבה האדומה.
הגדר את קצב הזרימה של פתרון השטיפה ל 50 מיליליטר לדקה ואת קצב הזרימה של פתרונות המלח ל 100 מיליליטר לדקה, ולבדוק את הצינורות כדי למנוע כל זרימה צולבת או דליפה. בצע קריאת מד לחץ כדי לוודא שהקריאה יציבה. לאחר שהפתרונות רצים דרך הערימה לפחות חמש דקות, השתמש במד מקור המחובר הן לאלקטרודות והן למחסנית RED כדי למדוד את ביצועי פלט האלקטרודיאליזה ההפוכה בשיטת galvanostat.
מכשיר האלקטרודיאליזה ההפוכה משמש כמועמד פוטנציאלי למימוש הביקוש האוניברסלי למשברי אנרגיה עתידיים. ההבדל בשיפוע המליחות של ריכוז המלח מעורר את מתח המעגל הפתוח, אשר תלוי בהתנגדות הפנימית של מחסנית האלקטרודיאליזה ההפוכה. בניתוח זה, צפיפות ההספק המרבית עבור מחסנית האלקטרודיאליזה ההפוכה הייתה כ-0.7 וואט למ"ר, וצפיפות החשמל נטו המחושבת הייתה כ-0.65 וואט למ"ר בקצב זרימה קבוע.
כפי שנצפה, צפיפות הכוח של התא גדלה בתחילה לערך הצפיפות הנוכחי המרבי לפני שירד בתגובה לעלייה בהתנגדות הפנימית של מחסנית RED. חשוב להצליב באופן קבוע את חיבור הצינורות, את זרימה צולבת של הפתרון ואת הנוזלים לייצור ביצועים יעילים ויציבים. הכנת קרום שטח גדול אחיד תערער את ביצועי התא מבלי לקלקל את הממברנה ואת דליפת הפתרון.
יתר על כן, זה עובד ביעילות בתנאי לחץ.
