| کاهش شوری آب توسط سامانه یون‌زدایی خازنی با الکترودهای کربنی با پایه‌ی زیست‌توده |
| کد مقاله : 1226-IWWA |
| نویسندگان |
|
محمدحسین صرافزاده *1، امیررضا مهدی آبادی2، فرزین صفاری2 1دانشکده فنی، دانشگاه تهران 2خیابان انقلاب، خیابان قدس، کوچه باستانی، پلاک 11، واحد 8 |
| چکیده مقاله |
| با توجه به بحران جهانی آب، توسعه فناوری‌های نوین شیرین‌سازی با مصرف انرژی کمتر به یک ضرورت تبدیل شده است. در این میان، نمک‌زدایی خازنی (CDI)1 به عنوان یک فناوری سبز مورد توجه قرار گرفته است. مکانیزم عملکرد در سیستم‌های CDI بر پایه حذف یون‌های نمک از طریق جذب الکترواستاتیک داخل سطح متخلخلِ الکترودهایی با بار مخالف استوار است. برای ساخت الکترودهای با کارایی بالا در این فناوری، بهره‌گیری از زیست‌توده‌ها به عنوان پیش‌ماده کربنی، به دلیل هزینه پایین، در دسترس بودن و سازگاری بالا با محیط زیست نسبت به سایر مواد ارجحیت دارد. در این پژوهش، از کربن فعال مشتق‌شده از «بامبو» و کربن تجاری به عنوان پیش‌ماده‌های مقرون‌به‌صرفه برای سنتز الکترودهای CDI استفاده شد. به منظور ایجاد ساختار متخلخل بهینه و به حداکثر رساندن مساحت سطح برای جذب یون‌ها، این زیست‌توده‌ها تحت کربونیزاسیون و فعال‌سازی با پتاسیم هیدروکسید(KOH) قرار گرفتند. عملکرد نمک‌زدایی در یک سیستم CDI با استفاده از محلول کلرید سدیم با غلظت ۵۰۰ میلی‌گرم بر لیتر و در ولتاژ ثابت ۱.۲۴ ولت ارزیابی گردید. مشخصه‌یابی‌های مورفولوژیکی و ساختاری، از جمله آنالیز BET2، تأییدکننده توسعه موفقیت‌آمیز یک شبکه متخلخل مطلوب با مساحت سطح ویژه بالا بودند که مسیرهای نفوذ یون را تسهیل می‌کند. علاوه بر این، ارزیابی‌های عملکردی نشان داد که الکترودهای بهینه‌شده، ظرفیت جذب نمک(SAC)3 بسیار بالایی را در فرآیند نمک‌زدایی ارائه می‌دهند. این نتایج پتانسیل بالای بهینه‌سازی نسبت‌های فعال‌سازی پیش‌ماده‌های بامبو و کربن تجاری را برای توسعه الکترودهای کربنی مقرون‌به‌صرفه و بسیار کارآمد در زمینه نمک‌زدایی پایدار آب برجسته می‌سازد. |
| کلیدواژه ها |
| یون‌زدایی خازنی (CDI)، کربن مشتق‌شده از زیست‌توده، نمک‌زدایی آب، جذب الکتریکی |
| وضعیت: پذیرفته شده برای ارسال فایل های ارائه پوستر |
