Till innehåll på sidan

Capacitive Mixing for Extracting Concentration Gradient Energy

Tid: To 2022-11-03 kl 10.00

Plats: F3, Lindstedtsvägen 26 & 28, Stockholm

Videolänk: https://kth-se.zoom.us/meeting/register/u5Apdu6gqj4qH9JEeQ2pGyUr3U_E1A8jLWY9

Språk: Engelska

Ämnesområde: Kemiteknik

Respondent: Zhi Zou , Kemiteknik

Opponent: Professor Chia-Hung Hou, National Taiwan University

Handledare: Docent Longcheng Liu, Kemiteknik

Exportera till kalender

Online defense

Abstract

Kapacitiv blandning (CapMix) är en förnybar metod för att utvinna energi från salthaltsgradientenergin (SGE) mellan havsvatten och sötvatten. De klassiska CapMix-systemen som använder solida elektroder genererar elektricitet genom att periodiskt strömma havsvatten och sötvatten in i CapMix-systemet. Den största begränsningen för klassisk CapMix är den intermittenta energiproduktionen. Därför är utvecklingen av ett nytt CapMix-system för att lösa denna begränsning mycket önskvärt. Detta examensarbete syftar till att utveckla ett innovativt CapMix-system för kontinuerlig energiproduktion. Allt arbete bygger på fyra papper och kan delas upp i följande delar. 

I kapitel 1 presenteras en kort introduktion till SGE och CapMix. 

I kapitel 2, en jämförande studie av de fyra klassiska CapMix-systemen, nämligen kapacitiv energiextraktion baserad på dubbelskiktsexpansion (CDLE), kapacitiv energiextraktion baserad på Donnan-potentialen (CDP) och CDP med ytterligare laddning av konstant spänning (CDP) -CV) och konstant ström (CDP-CC). Inverkan av experimentella parametrar, t.ex. pålagd spänning, pålagd ström, ackumulerad laddning samt extern belastning på systemets prestanda undersöktes och presenterades systematiskt. Den omfattande jämförelsen mellan dessa fyra klassiska CapMix-system ges också i detta kapitel. 

I kapitel 3 och kapitel 4 utvecklades två nya CapMix-system baserade på flödeselektrodkonfiguration (F-CapMix) för att realisera kontinuerlig energiproduktion. Den första är ett F-CapMix-system med två celler, i vilket flödeselektrodsuspensionen cirkulerade mellan de två cellerna. Den andra är en encell med tvärkammare F-CapMix-system, i vilket det finns två kammare mellan ett par plattor parallellt, flödeselektrodsuspensionen cirkulerades inom cellens två grafitplattor. Genomförbarheten av dessa två F-CapMix-system undersöktes. Effekten av de experimentella parametrarna, t.ex. aktivt kol, mängd kimrök, externt motstånd, matarvattenflöde och flödeselektrodflödeshastighet på systemets prestanda undersöktes och presenterades systematiskt.

I kapitel 5, en grundlig studie av de teoretiska modellerna som relaterade till de termodynamiska egenskaperna hos det elektriska dubbelskiktet vid jämvikt, t.ex. Gouy-Chapman-Stern (GCS), Modified Poisson-Boltzmann-Stern (MPBS), modifierad Donnan (mD) och förbättrade modifierade Donnan (i-mD) modeller gavs. Rationaliteten och den fysiska tolkningen av parametrarna som används i dessa modeller undersöktes och presenterades i detalj.

urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:kth:diva-319620