预测可再生能源发电中二价离子的反向电渗析性能( Predicting reverse electrodialysis performance in the presence of divalent ions for renewable energy generation )

Diego Pintossi Catarina Simes Michel Saakes Zandrie Borneman Kitty Nijmeijer

反向电渗析(RED)是一种从盐度梯度中获取可再生能源的电膜过程。RED过程模型在过去已经发展起来，但它们大多假设进水中只有NaCl存在，这导致了不切实际的高预测。在本工作中，一个现有的简单模型被扩展，以适应镁离子和硫酸盐在给水中的存在，甚至可能更复杂的混合物。新模型中包含了由多价离子的存在引起的所有功率损失机制：膜电阻的增加、多价离子从河流到海水舱的上坡输运以及膜的过选择性损失。用实验数据和文献数据对该模型进行了验证,结果表明,模型预测值与实验值吻合良好,实验数据与实验值吻合较好,实验数据与实验值吻合较好。CEMs的膜电阻为10 mol.%MgCl2,AEMs的膜电阻为25 mol.%Na2SO4,RED stack性能为50 mol.%MgCl2或Na2SO4,进水为10 mol.%MgCl2或Na2SO4,进水为50 mol.%MgCl2或Na2SO4,进水为50 mol.%MgCl2或Na2SO4,进水为50 mol.%MgCl2或Na2SO4,进水为50 mol.%Na2SO4。最后，我们表明，所建立的模型不仅可以描述实验数据，而且可以预测不同条件下的RED性能，以及不同的错流结构（单级有和无电极分段，多级并流和逆流模式）和给水组成（仅NaCl、Na2SO4、MgCl2和MgSO4)下的RED性能。因此，它为设计和评估RED过程系统提供了一个非常有价值的工具。

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