發(fā)布時(shí)間：2020-10-23 12:19

　　 隨著煤、石油、天然氣等非再生能源的日益短缺,以及化石燃料燃燒帶來(lái)的環(huán)境污染,太陽(yáng)能、風(fēng)能、潮汐能等各種可再生的清潔能源興起。除此以外,還有正在興起的利用鹽差能發(fā)電的技術(shù),如壓力延遲滲透法、反電滲析法、電容雙電層膨脹法和電容唐南電勢(shì)法等。本論文針對(duì)新能源領(lǐng)域的化學(xué)能和鹽差能,利用特定的電容裝置,將其轉(zhuǎn)換成電能�；谥泻蜐B析脫鹽的技術(shù),提出了電容中和滲析法產(chǎn)能,將儲(chǔ)存在廢酸廢堿液中的化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能,而且還能同時(shí)對(duì)鹽溶液起到脫鹽的作用。通過(guò)在石墨電極上涂覆活性炭,大大提高了電容中和滲析的產(chǎn)能效果�；陔娙萏颇想妱�(shì)法產(chǎn)能的技術(shù),我們制備了石墨烯海綿這一新型材料,并對(duì)其進(jìn)行表征,觀察了其表面形貌、測(cè)量了比表面積和孔徑分布、測(cè)試了它的拉曼光譜。將其應(yīng)用于電極材料,與傳統(tǒng)的活性炭做電極材料相比,大大提高了電容唐南電勢(shì)法產(chǎn)能的性能。廢酸廢堿來(lái)源廣泛、產(chǎn)量巨大,鹽差能儲(chǔ)備豐富、分布范圍廣。能夠充分利用這兩種資源并將其轉(zhuǎn)換成電能,那么對(duì)于環(huán)境保護(hù)、資源能源節(jié)約等將起到一舉多得的作用。因此,發(fā)展新型能源技術(shù)有很好的應(yīng)用前景和現(xiàn)實(shí)意義。
【學(xué)位單位】：華東師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TM619
【部分圖文】：

2018 年華東師范大學(xué)碩士學(xué)位論文離子原理最早應(yīng)用于去離子方面，由 Manabu Igawa 件由三個(gè)腔室構(gòu)成，見圖 1-1。鹽溶液在中間兩邊的 A 室 B 室，A 室與 S 室之間隔以陽(yáng)離子e)，S 室與 B 室之間隔以陰離子交換膜(腔室中的溶液以固定流量泵入。在 A、S 室之存在濃度差，所以酸溶液中的 H+會(huì)透過(guò) CE溶液中的陽(yáng)離子（M+）也透過(guò) CEM 進(jìn)入酸溶的氫氧根（OH-）與鹽溶液中的陰離子（L-），S 室中的 H+和 OH-發(fā)生中和反應(yīng)生成水，以起到對(duì)鹽溶液脫鹽的作用。

圖 1-2 反電滲析裝置原理圖Fig.1-2 Schematic diagram of RED度梯度會(huì)引起離子由濃水室向淡水室遷移。以氯化鈉溶液為例，濃穿過(guò)陽(yáng)離子交換膜進(jìn)入其右邊的淡水室中，濃水室中的氯離子穿過(guò)相鄰的左邊的淡水室中，由于濃水室同時(shí)有陰陽(yáng)離子的流出，淡水子的注入，所以濃水和淡水依然保持電中性。整體來(lái)看，鈉離子向，氯離子向左即負(fù)極方向流動(dòng)，在器件內(nèi)部形成了定向的離子移動(dòng)正極室中只有氯離子的注入，正極表面需要通過(guò)發(fā)生氧化反應(yīng)使溶理，右側(cè)負(fù)極室中為了保持溶液的電中性需要發(fā)生還原反應(yīng)。圖示，當(dāng)然也存在許多其他的氧化還原體系。因此，當(dāng)外接電路中連入件時(shí)，電子可以從正極經(jīng)過(guò)外接電路流向負(fù)極，膜電勢(shì)引起的正負(fù)化成了電流，從而產(chǎn)生電能。

圖 1-3 壓力延遲滲透裝置示意圖Fig.1-3 Schematic diagram of PRO.2 新型的鹽度差產(chǎn)能技術(shù)新興的鹽度差產(chǎn)能技術(shù)包括電容雙電層膨脹法產(chǎn)能（Capacitive Double Lpansion，CDLE）[6,7]和電容唐南電勢(shì)法產(chǎn)能（CapacitiveDonnanPotential，C，兩者的共同特征是以多孔碳材料作為電容器的電極材料，都是將化學(xué)能直接能。由于兩者都用了電容器結(jié)構(gòu)，并都是將海水和淡水混合，所以 CDLE 和統(tǒng)稱為 CapMix，即電容混合產(chǎn)能。兩者的不同之處是 CDP 比 CDLE 多使用換膜，而 CDLE 比 CDP 多加了外接電源，所以 CDLE 中離子吸附與脫附的外接電源，而 CDP 是在正負(fù)電極表面各覆蓋一層陰陽(yáng)離子交換膜，利用離的膜電勢(shì)作為驅(qū)動(dòng)力，實(shí)現(xiàn)離子的吸附與脫附。與傳統(tǒng)的鹽度差產(chǎn)能
【參考文獻(xiàn)】

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1 郭崇武;李健強(qiáng);;電鍍廢水處理技術(shù)與實(shí)踐[J];電鍍與環(huán)保;2012年04期

2 李興鰲;王博琳;劉忠儒;;石墨烯的制備、表征與特性研究進(jìn)展[J];材料導(dǎo)報(bào);2012年01期

3 楊月明;;我國(guó)電鍍廢水處理現(xiàn)狀及展望[J];廣州化工;2011年15期

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本文編號(hào)：2853026