BRPI0715147B1 - Dispositivo de desionização elétrica - Google Patents

Abstract

disposição de um material de troca iônica dentro de um dispositivo de desionização elétrica. é previsto um dispositivo de desionização elétrica, o qual compreende um compartimento de concentração de íons (12) parcialmente delimitado por uma membrana permeável a ânion (18) e também parcialmente delimitado por uma membrana permeável a cátion (20), e um primeiro domínio do material de troca iônica (14, 16, 141, 161) disposto dentro de um compartimento de concentração de íons, sendo que o primeiro domínio do material de troca iônica é contíguo com ao menos uma porção de uma superfície lateral do compartimento de concentração de íons de uma entre a membrana permeável a ânion e a membrana permeável a cátion. a ao menos uma porção da superfície lateral do compartimento de concentração de íons de uma entre a membrana permeável a cátion define uma fração operacional de superfície lateral da superfície lateral do compartimento de concentração de ions de uma entre a membrana permeável a ânion e a membrana permeável a cátion. no caso em que a uma entre a membrana permeável a ânion e a membrana permeável a cátion, apresentando ao menos uma porção de uma superfície lateral do compartimento de concentração de íons com a qual o domínio do material de troca iônica é contíguo, é uma membrana permeável a ânion, o domínio do material de troca iônica é um domínio predominante de material de troca de ânion. no caso em que a uma entre a membrana permeável a ânion e a membrana permeável a cátion, apresentando aos menos uma porção de uma superfície lateral do compartimento de uma concentração de íons com a qual o domínio do material de troca iônica é contíguo, é uma membrana permeável a cátion, o domínio do material de troca iônica é um domínio predominante de material de troca de cátion.

Description

(54) Título: DISPOSITIVO DE DESIONIZAÇÃO ELÉTRICA (51) Int.CI.: B01D 61/48 (30) Prioridade Unionista: 22/09/2006 US 11/525,211 (73) Titular(es): GENERAL ELECTRIC COMPANY (72) Inventor(es): JOHN H. BARBER; DAVID FLORIAN TESSIER

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Campo da Invenção [001] A presente invenção se refere a um dispositivo de desionização elétrica e, mais em particular, a disposição do material de troca iônica dentro do compartimento de concentração de um dispositivo de desionização elétrica.

Antecedentes da Invenção [002] A performance de um dispositivo de desionização elétrica depende da rejeição/bloqueio/encapsulamento dos íons impuros nos compartimentos de concentração de íons, os quais migraram dos compartimentos de depleção de íons através das suas respectivas membranas permeáveis a íons. Os compartimentos de concentração de íons em um dispositivo de desionização elétrica podem ser preenchidos com: (a) água, ou uma solução aquosa, a qual recebe os íons impuros, ou (b) água, ou uma solução aquosa, em conjunto com alguns materiais condutores de íons. Quando os espaçadores do compartimento de concentração de íons são preenchidos com uma malha ou rede não condutora iônica, os íons dos compartimentos de depleção de íons entram diretamente a fase líquida dos compartimentos de concentração de íons na superfície da membrana. A mistura da solução, a migração de íons e a difusão de íons ocorrem de modo a resultar em um líquido homogêneo a uma certa distância das superfícies das membranas. Quando os compartimentos de concentração de íons contém os materiais condutores de íons, as impurezas que migraram para fora dos compartimentos de depleção de íons irão permanecer em suas respectivas fases condutoras de íons até que as impurezas: ou (a) realizem uma troca iônica com um outro íon da solução, ou (b) são transferidas para a fase líquida, por migração, junto com um correspondente íon de carga oposta proveniente do material de troca iônica com carga oposta.

[003] Para os íons dos sais normais, tais como Na+, K+, Li+, etc., e

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Cl^-, Br^-, NO3', SO4²', etc., que migram para os compartimentos de concentração de íons, as suas concentrações simplesmente aumenta no líquido que segue para os compartimentos de concentração de íons.

[004] Para íons ácidos ou básicos, a transição destes íons em uma solução a partir da fase do material de troca iônica pode fazer com que ocorra uma reação ácido/base, formando um comporto neutro. Por exemplo, podem ocorrer as seguintes reações:

H+(aq) + OH^-(aq) -> H2O(l)

H+(aq) + CH3COO-(aq) -> CH3COOH(aq) (formação de ácido acético)

H+(aq) + HCO3^-(aq) -> H2CO3(aq) -> CO2(aq) + H2O(l) (formação de ácido carbônico)

NH4+(aq) + OH^-(aq) -> NH4OH(aq) -> NH3(aq) + H2O(l) (formação de amônia) [005] Nos casos em que os íons positivos e negativos que entram na fase da solução formam um composto de baixa solubilidade, podem se desenvolver altos níveis de concentração no local, levando a formação de um precipitado. Por exemplo, podem ser operacionais os seguintes mecanismos:

Ca²⁺(aq) + CO3^2-(aq) -> CaCO3(s) e

Mg²_(aq) + 2OH^-(aq) -> Mg(OH)2(s) [006] O controle do local no qual ocorrem estas reações de escamação ou formação de películas é vital tanto para a capacidade de um dispositivo de desionização elétrica de produzir o produto água com alta resistividade bem como de reduzir a formação de películas ou escamas nos compartimentos de concentração de íons. O efeito da configuração do material de troca iônica dentro do compartimento de concentração iônica na resistividade do produto água vem do fato de que as espécies neutras formadas nos compartimentos de concentração iônica a partir das reações de neutralização ácido/base não são rejeitadas por um entre as duas membranas

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3/80 permeáveis a íons. As espécies neutras formadas, tais como CO2, CH3COOH e outros ácidos fracos, pode se difundir através de uma membrana permeável a cátions de baixo pH, mas se estes entram em contato com uma membrana permeável a ânions de alto pH, estes são ionizados e rejeitados. De forma similar, as bases fracas, tais como o NH3, não são rejeitadas pelas membranas permeáveis a ânions e estão aptas e se difundirem através das membranas permeáveis a ânions, mas se tornam ionizadas quando entram em contato com uma membrana permeável a cátion de baixo pH. A taxa com a qual ocorre esta difusão reversa (p. ex., CO2 ou CH3COOH através de uma membrana permeável a cátion, ou NH3 através de uma membrana permeável a ânion) é dependente da concentração local das espécies no compartimento de concentração iônica e de sua localização com relação a superfície da membrana, e também das propriedades intrínsecas da membrana.

[007] Em um dispositivo de desionização elétrica contendo espaçadores do compartimento de concentração iônica preenchidos com uma malha inerte, as concentrações destas espécies neutras de ácido fraco e de base fraca não acumula nas superfícies da membrana e a sua difusão reversa para os compartimentos de depleção de íons é mínima. Contudo, este não é o caso em um dispositivo de desionização elétrica com compartimentos de concentração de íons preenchidos com um material de troca iônica. Com estruturas do material de troca iônica a partir de resinas de troca iônica em esferas de puro ânion, de puro cátion ou mistos, as espécies impuras de ácido fraco e de base fraca podem se deslocar dentro da fase do material de troca iônica em todas as direções através da espessura do compartimento de concentração iônica para a superfície da membrana permeável a íon oposto. Nesta interface, o íon pode encontrar tanto um íon hidroxônio (superfície da membrana permeável a cátion) ou um íon hidróxido (superfície da membrana permeável a cátion) e formar uma molécula neutra. Devida a baixa velocidade

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4/80 linear na superfície da membrana, pode-se formar uma alta concentração destas espécies neutras, gerando uma grande força de condução para a difusão reversa destas espécies no compartimento de depleção iônica adjacente. Uma vez que estas espécies sejam transportadas para dentro dos compartimentos de depleção iônica, por meio da difusão reversa, ocorre a ionização o que reduz a resistividade do produto água.

Descrição da Invenção [008] É previsto um dispositivo de desionização elétrica incluindo um compartimento de concentração de íons apresentando uma configuração única para o material de troca iônica.

[009] Em um aspecto, é previsto um dispositivo de desionização elétrica compreendendo um compartimento de concentração de íons parcialmente delimitado por uma membrana permeável a ânion e também parcialmente delimitado por uma membrana permeável a cátion, e um domínio do material de troca iônica disposto dentro do compartimento de concentração de íons, sendo que o domínio do material de troca iônica é contíguo com uma menos uma porção da superfície lateral do compartimento de concentração de íons de uma entre a membrana permeável a ânion e a membrana permeável a cátion, e fica distanciado da uma outra entre a membrana permeável a ânion e a membrana permeável a cátion. A ao menos uma porção da superfície lateral do compartimento de concentração de íons de uma entre a membrana permeável a ânion e a membrana permeável a cátion define uma fração operacional de superfície lateral da superfície lateral do compartimento de concentração de íons de uma entre a membrana permeável a ânion e a membrana permeável a cátion. No caso em que a uma entre a membrana permeável a ânion e a membrana permeável a cátion, apresentando ao menos uma porção de uma superfície lateral do compartimento de concentração de íons com a qual o domínio do material de troca iônica é contíguo, é uma

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5/80 membrana permeável a ânion, o domínio do material de troca iônica é um domínio predominante de material de troca de ânion. No caso em que a uma entre a membrana permeável a ânion e a membrana permeável a cátion, apresentando ao menos uma porção de uma superfície lateral do compartimento de concentração de íons com a qual o domínio do material de troca iônica é contíguo, é uma membrana permeável a cátion, o domínio do material de troca iônica é um domínio predominante de material de troca de cátion.

[0010] Em um outro aspecto, é previsto um dispositivo de desionização elétrica compreendendo um compartimento de concentração de íons parcialmente delimitado por uma primeira membrana permeável a íon e também parcialmente delimitado por um elemento separador, sendo que a primeira membrana permeável a íon é uma entre uma membrana permeável a ânion e uma membrana permeável a cátion, um primeiro domínio do material de troca iônica disposto dentro do compartimento de concentração de íons, sendo que o primeiro domínio do material de troca iônica é contíguo com ao menos uma porção da superfície lateral do compartimento de concentração de íons da primeira membrana permeável a íon, e sendo que a ao menos uma porção da superfície lateral do compartimento de concentração de íons da primeira membrana permeável a íon define uma fração operacional da superfície lateral da superfície lateral do compartimento de concentração de íons da primeira membrana permeável a íon, e um segundo domínio do material de troca iônica disposto dentro do compartimento de concentração de íons, sendo que a disposição do primeiro domínio do material de troca iônica, em relação ao elemento separador, define um primeiro espaço entre o primeiro domínio do material de troca iônica e o elemento separador, e sendo que a ao menos uma porção do segundo domínio do material de troca iônica é disposta dentro do primeiro espaço. Onde a primeira membrana permeável a íon,

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6/80 apresentando ao menos uma porção da superfície lateral do compartimento de concentração de íons com a qual o primeiro domínio do material de troca iônica é contíguo, é uma membrana permeável a ânion, o primeiro domínio do material de troca iônica é um domínio predominantemente de material de troca de ânion e o segundo domínio do material de troca iônica é um domínio predominantemente de material de troca não de ânion. Onde a primeira membrana permeável a íon, apresentando ao menos uma porção da superfície lateral do compartimento de concentração de íons com a qual o primeiro domínio do material de troca iônica é contíguo, é uma membrana permeável a cátion, o primeiro domínio do material de troca iônica é um domínio predominantemente de material de troca de cátion e o segundo domínio do material de troca iônica é um domínio predominantemente de material de troca não de cátion.

[0011] Em um aspecto, é previsto um dispositivo de desionização elétrica compreendendo um compartimento de concentração de íons parcialmente delimitado por uma membrana permeável a ânion e também parcialmente delimitado por uma membrana permeável a cátion, sendo que a membrana permeável a ânion inclui uma superfície lateral de um compartimento de concentração de íons a qual define uma área da superfície lateral do compartimento de concentração de íons da membrana permeável a ânion, e sendo que a membrana permeável a cátion inclui uma superfície lateral do compartimento de concentração de íons a qual define uma área da superfície lateral do compartimento de concentração de íons da membrana permeável a cátion, e um primeiro domínio do material de troca iônica dentro do compartimento de concentração de íons, sendo que o primeiro domínio do material de troca iônica é contíguo com ao menos uma porção da superfície lateral do compartimento de concentração de íons de uma entre a membrana permeável a ânion e a membrana permeável a cátion, sendo que a ao menos

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7/80 uma porção da superfície lateral do compartimento de concentração de íons de uma entre a membrana permeável a ânion e a membrana permeável a cátion define uma fração operacional da superfície lateral da superfície lateral do compartimento de concentração de íons de uma entre a membrana permeável a ânion e a membrana permeável a cátion, e sendo que a fração operacional da superfície lateral do compartimento de concentração de íons de uma entre a membrana permeável a ânion e a membrana permeável a cátion define uma fração operacional da área da superfície lateral da superfície lateral do compartimento de concentração de íons de uma entre a membrana permeável a ânion e a membrana permeável a cátion a qual corresponde a ao menos 10% da área da superfície lateral do compartimento de concentração de íons de uma entre a membrana permeável a ânion e a membrana permeável a cátion, e sendo que a fração operacional da superfície lateral da superfície lateral do compartimento de concentração de íons de uma entre a membrana permeável a ânion e a membrana permeável a cátion, em comparação com substancialmente quaisquer frações restantes da superfície lateral do compartimento de concentração de íons de uma entre a membrana permeável a ânion e a membrana permeável a cátion, fica mais próxima da saída do compartimento de depleção de íons disposta no lado oposto de uma entre a membrana permeável a ânion e a membrana permeável a cátion, e sendo que o primeiro domínio do material de troca iônica fica afastado da ao menos uma porção da superfície lateral do compartimento de concentração de íons de uma entre a membrana permeável a ânion e a membrana permeável a cátion, e sendo que a ao menos uma porção da superfície lateral da outra entre a membrana permeável a ânion e a membrana permeável a cátion define uma fração operacional da superfície lateral da outra entre a membrana permeável a ânion e a membrana permeável a cátion, e sendo que a fração operacional da superfície lateral da superfície lateral do compartimento de concentração de

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8/80 íons da outra entre a membrana permeável a ânion e a membrana permeável a cátion define uma fração operacional da área da superfície lateral da superfície lateral do compartimento de concentração de íons da outra entre a membrana permeável a ânion e a membrana permeável a cátion a qual corresponde a ao menos 10% da área da superfície lateral do compartimento de concentração de íons da outra entre a membrana permeável a ânion e a membrana permeável a cátion, e sendo que a fração operacional da superfície lateral da superfície lateral do compartimento de concentração de íons da outra entre a membrana permeável a ânion e a membrana permeável a cátion, em comparação com substancialmente qualquer porção restante da superfície lateral do compartimento de concentração de íons da outra entre a membrana permeável a ânion e a membrana permeável a cátion, fica mais próxima da saída do compartimento de depleção de íons disposto do lado oposto da outra entre a membrana permeável a ânion e a membrana permeável a cátion. No caso em que uma entre a membrana permeável a ânion e a membrana permeável a cátion, apresentando ao menos uma porção da superfície lateral do compartimento de concentração de íons com a qual o primeiro domínio do material de troca iônica é contíguo, e a membrana permeável a ânion, o primeiro domínio do material de troca iônica é um domínio predominantemente de material de troca de ânions, e sendo que o domínio predominantemente de material de troca de ânions é contíguo com ao menos uma porção da superfície lateral do compartimento de concentração de íons da membrana permeável a ânion, e sendo que a ao menos uma porção da superfície lateral do compartimento de concentração de íons da membrana permeável a ânion define uma primeira fração operacional da superfície lateral do compartimento de concentração de íons da membrana permeável a ânion, e sendo que e sendo que a primeira fração operacional da superfície lateral da superfície lateral do compartimento de concentração de íons da membrana permeável a

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9/80 ânion define uma fração operacional da área da superfície lateral da superfície lateral do compartimento de concentração de íons a qual correspondente a ao menos 10% da área da superfície lateral do compartimento de concentração de íons da membrana permeável a ânion, e sendo que a primeira fração operacional da superfície lateral da superfície lateral do compartimento de concentração de íons da membrana permeável a ânion, em comparação com substancialmente quaisquer frações restantes da superfície lateral do compartimento de concentração de íons da membrana permeável a ânion, fica mais próxima da saída do compartimento de depleção de íons no lado oposto ao da membrana permeável a ânion, e sendo que o domínio predominante de material de troca de ânion fica afastado da ao menos uma porção da superfície lateral do compartimento de concentração de íons da membrana permeável a cátion, e sendo que a ao menos uma porção da superfície lateral do compartimento de concentração de íons da membrana permeável a cátion define uma primeira fração operacional da superfície lateral da superfície lateral do compartimento de concentração de íons da membrana permeável a cátion, e sendo que a primeira fração operacional da superfície lateral da superfície lateral do compartimento de concentração de íons da membrana permeável a cátion define uma fração operacional da área da superfície lateral da superfície lateral do compartimento de concentração de íons a qual correspondente a ao menos 10% da área da superfície lateral do compartimento de concentração de íons da membrana permeável a cátion, e sendo que a primeira fração operacional da superfície lateral da superfície lateral do compartimento de concentração de íons da membrana permeável a cátion, em comparação com substancialmente quaisquer frações restantes da superfície lateral do compartimento de concentração de íons da membrana permeável a cátion, fica mais próxima da saída do compartimento de depleção de íons no lado oposto ao da membrana permeável a cátion. No caso em que

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10/80 uma entre a membrana permeável a ânion e a membrana permeável a cátion, apresentando ao menos uma porção da superfície lateral do compartimento de concentração de íons com a qual o primeiro domínio do material de troca iônica é contíguo, e a membrana permeável a cátion, o primeiro domínio do material de troca iônica é um domínio predominantemente de material de troca de cátion, e sendo que o domínio predominantemente de material de troca de cátions é contíguo com ao menos uma porção da superfície lateral do compartimento de concentração de íons da membrana permeável a cátion, e sendo que a ao menos uma porção da superfície lateral do compartimento de concentração de íons da membrana permeável a cátion define uma primeira fração operacional da superfície lateral do compartimento de concentração de íons da membrana permeável a cátion, e sendo que e sendo que a primeira fração operacional da superfície lateral da superfície lateral do compartimento de concentração de íons da membrana permeável a cátion define uma fração operacional da área da superfície lateral da superfície lateral do compartimento de concentração de íons a qual correspondente a ao menos 10% da área da superfície lateral do compartimento de concentração de íons da membrana permeável a cátion, e sendo que a primeira fração operacional da superfície lateral da superfície lateral do compartimento de concentração de íons da membrana permeável a cátion, em comparação com substancialmente quaisquer frações restantes da superfície lateral do compartimento de concentração de íons da membrana permeável a cátion, fica mais próxima da saída do compartimento de depleção de íons no lado oposto ao da membrana permeável a cátion, e sendo que o domínio predominante de material de troca de cátion fica afastado da ao menos uma porção da superfície lateral do compartimento de concentração de íons da membrana permeável a ânion, e sendo que a ao menos uma porção da superfície lateral do compartimento de concentração de íons da membrana permeável a ânion define uma primeira

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11/80 fração operacional da superfície lateral da superfície lateral do compartimento de concentração de íons da membrana permeável a ânion, e sendo que a primeira fração operacional da superfície lateral da superfície lateral do compartimento de concentração de íons da membrana permeável a ânion define uma fração operacional da área da superfície lateral da superfície lateral do compartimento de concentração de íons a qual correspondente a ao menos 10% da área da superfície lateral do compartimento de concentração de íons da membrana permeável a ânion, e sendo que a primeira fração operacional da superfície lateral da superfície lateral do compartimento de concentração de íons da membrana permeável a ânion, em comparação com substancialmente quaisquer frações restantes da superfície lateral do compartimento de concentração de íons da membrana permeável a ânion, fica mais próxima da saída do compartimento de depleção de íons no lado oposto ao da membrana permeável a ânion.

Breve Descrição dos Desenhos [0012] O método e o dispositivo das formas preferidas de realização da invenção serão ora descritos juntamente com os seguintes desenhos em anexo:

- A figura 1 é uma ilustração esquemática de um dispositivo de desionização elétrica;

- As figuras de 2 a 13 são ilustrações esquemáticas de uma forma de realização de um compartimento de concentração de íons de um dispositivo de desionização elétrica;

- As figuras 14 a 35 são ilustrações esquemáticas de uma outra forma de realização de um compartimento de concentração de íons de um dispositivo de desionização elétrica;

- As figuras 36 a 43 são ilustrações esquemáticas de mais uma outra forma de realização de um compartimento de concentração de íons de

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12/80 um dispositivo de desionização elétrica;

- A figura 44 é uma vista explodida dos componentes de um dispositivo de desionização elétrica;

- A figura 45 é uma ilustração esquemática de um processo de desionização elétrica; e

- As figuras 46 a 51 são ilustrações esquemáticas, indicando as medidas de uma espessura de um domínio de troca iônica em um compartimento de concentração de íons.

Descrição de Realizações da Invenção (A) Dispositivo De Desionização Elétrica [0013] Com referência a figura 1, é fornecido um dispositivo de desionização elétrica 10 incluindo ao menos um compartimento de concentração de íons 12 apresentando um material de troca iônica disposto dentro deste.

[0014] Com relação ao dispositivo de desionização elétrica 10, por exemplo, e com referência as figuras 44 e 45, o dispositivo de desionização elétrica 10 inclui um compartimento do ânodo 30 dotado de um ânodo 32, e um compartimento do cátodo 34, dotado de um cátodo 35. Cada um dos compartimentos 30, 34 é configurado de modo a receber um fluxo de um material eletrolítico 125, tal como água ou uma solução aquosa. O ânodo 32 e o cátodo 35 são configurados de modo a conectar uma fonte de energia em corrente contínua DC para que se consiga uma diferença de potencial elétrico entre o ânodo 32 e o cátodo 35 e assim influenciar o transporte do material iônico no meio líquido e no meio de troca iônica através da influência da diferença de potencial elétrico.

[0015] Uma pluralidade de membranas permeáveis a ânions 18 e de membranas permeáveis a cátions 20 são alternadamente dispostas entre o compartimento do ânodo 30 e o compartimento do cátodo 34 de modo a

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13/80 formarem compartimentos de depleção de íons 36 e compartimentos de concentração de íons 12 alternados. Cada um dos compartimentos de depleção de íons 36 é delimitado por uma membrana permeável a ânion 18 no lado do ânodo e por uma membrana permeável a cátion 20 no lado do catodo. Cada um dos compartimentos de concentração de íons 12 é delimitado por uma membrana permeável a cátion 20 no lado do ânodo e por uma membrana permeável a ânion 18 no lado do cátodo. A membrana permeável a ânion 18 é configurada de modo a permitir preferencialmente o transporte de ânions para dentro do compartimento de concentração de íons 12. A membrana permeável a cátion 20 é configurada de modo a permitir preferencialmente o transporte de cátions para dentro do compartimento de concentração de íons 12. O compartimento de depleção de íons 36 é configurado de modo a receber um fluxo 361 de um líquido a ser tratado, tal como uma solução aquosa, através da entrada 363. O fluxo de líquido 361 é purificado no compartimento 36 e é descarregado como um fluxo de líquido purificado 365 através da saída 367. O compartimento de concentração de íons 12 é configurado de modo a receber um fluxo 121 de um líquido, tal como água ou uma solução aquosa, a qual aceita os íons os quais foram transportados dos compartimentos de depleção de íons 36 adjacentes, para fora do compartimento de concentração de íons

12. Um fluxo de líquido 123, o qual é concentrado nestes íons, é descarregado do compartimento de concentração de íons 12. O líquido que flui através do compartimento 36 pode fluir em uma direção em corrente de mesmo sentido, em contracorrente ou em corrente cruzada, ou em outra configuração possível para o fluxo, com relação ao fluxo do líquido que flui através do compartimento 12. Tal como ilustrado na figura 45, o fluxo do eletrólito 125 pode ser alimentado a partir do fluxo do líquido 121. Alternativamente, o fluxo do eletrólito 125 pode ser alimentado a partir do fluxo de líquido 361 ou do fluxo de líquido 365, ou de qualquer outra fonte apropriada.

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14/80 [0016] Exemplos de dimensões para (i) os compartimentos de depleção de íons 36 e (ii) os compartimentos de concentração de íons 12 de um dispositivo de desionização elétrica, no qual cada um dos compartimentos apresenta a forma de um paralelepípedo substancialmente retangular definido em dois lados opostos por, respectivamente, uma membrana permeável a cátion 20 e uma membrana permeável a ânion 18, são, respectivamente, tal como segue: (i) 13 cm x 39 cm x 0,8 cm e (ii) 13 cm x 39 cm x 0,3 cm, sendo que a primeira dimensão é a altura do compartimento, a segunda dimensão é o comprimento do compartimento e a terceira dimensão é a espessura do compartimento a qual é, mais especificamente, a distância entre as membranas 18 e 29. Exemplos de dimensões para os compartimentos dos eletrodos 30, 34 de um dispositivo de desionização elétrica, no qual cada compartimento apresenta a forma de um paralelepípedo substancialmente retangular definido em dois lados opostos por, respectivamente, uma membrana permeável a íon (no caso do compartimento do ânodo 30, uma membrana permeável a ânion 18 e no caso do compartimento do cátodo 34, uma membrana permeável a cátion 20) e um eletrodo são, como segue: 13 cm x 39 cm x 0,5 cm, sendo que a primeira dimensão é a altura do compartimento, a segunda dimensão é o comprimento do compartimento e a terceira dimensão é a espessura do compartimento a qual é, mais especificamente, a distância entre a membrana permeável a íon e o eletrodo.

[0017] Tal como ora empregada, a expressão “membrana permeável a ânion” significa uma membrana a qual é configurada de modo a preferencialmente permitir o transporte de ânions em detrimento dos cátions a partir do compartimento de depleção de íons 36 para o compartimento de concentração de íons 12 durante a operação do dispositivo de desionização elétrica 10, e é caracterizada por uma permeabilidade a água menor que cerca de 6 x 10^-7 L/min/cm/psi.

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15/80 [0018] Tal como ora empregada, a expressão “membrana permeável a cátion” significa uma membrana a qual é configurada de modo a preferencialmente permitir o transporte de cátions em detrimento dos ânions a partir do compartimento de depleção de íons 36 para o compartimento de concentração de íons 12 durante a operação do dispositivo de desionização elétrica 10, e é caracterizada por uma permeabilidade a água menor que cerca de 6 x 10^-7 L/min/cm/psi.

[0019] Exemplos de membranas permeáveis a íons incluem as membranas heterogêneas de troca iônica e as membranas homogêneas permeáveis a íons. As membranas heterogêneas de troca iônica apropriadas incluem, por exemplo, a CMI-7000S™ da Membranes International (uma membrana permeável a cátion) e a CMI-7001S™ da Membranes International (uma membrana permeável a ânion). As membranas homogêneas permeáveis a íons incluem, por exemplo, a CR67HMP™ da GE Infrastructure Water and Process Technologies (anteriormente IONICS) (uma membrana permeável a cátion) e a A103QDP™ da GE Infrastructure Water and Process Technologies (anteriormente IONICS) (uma membrana permeável a ânions).

[0020] Uma vez que o compartimento do ânodo 30 e/ou o compartimento do cátodo 34 podem, em algumas formas de realização, ficarem dispostos adjacentes ao compartimento de depleção de íons 36 (entende-se que um ou ambos os compartimentos 30, 34 podem, em alguns casos, ficarem dispostos adjacente aos compartimentos de concentração de íons 12), os compartimentos 30 e 34 também podem ser considerados como compartimentos de concentração de íons. Nesta circunstancia, o compartimento 30 ou 34 está em comunicação com o compartimento de depleção de íons 36 através de uma membrana permeável a íon 18 ou 20 e assim configurado de modo a receber o material iônico do compartimento de depleção de íons 36, de tal forma que os compartimentos 30 e 34 também

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16/80 podem ser considerados como sendo compartimentos de concentração de íons 12. Este poderia ser o caso para um compartimento do ânodo 30, no qual o compartimento do ânodo é adjacente a um compartimento de depleção de íons 36 e é separado do compartimento de depleção de íons 36 por uma membrana permeável a ânion 18. De forma similar, este também seria o caso de um compartimento do cátodo 34, no qual o compartimento do cátodo 34 é adjacente a um compartimento de depleção de íons 36 e é separado do compartimento de depleção de íons 36 por uma membrana permeável a cátion

20. Os compartimentos 30, 34 podem conter um material de troca iônica, ou podem conter um material inerte tal como uma malha de plástico para distanciar as respectivas membranas dos respectivos eletrodos a fim de permitir que o eletrólito flua através do respectivo compartimento.

[0021] O material de troca iônica é disposto dentro de cada um dos compartimentos de depleção de íons 36. Por exemplo, o material de troca iônica é um material de troca iônica misto. Como um outro exemplo, os compartimentos de depleção de íons 36 são preenchidos com domínios alternados de material de troca de cátions e de material de troca de ânions. Outras configurações apropriadas do material de troca iônica para a disposição dentro dos compartimentos de depleção de íons 36 são descritas na patente americana de número US 6.197.174.

[0022] Exemplos de formas apropriadas para os materiais de troca iônica incluem esferas, partículas de formato irregular, fibras, hastes, tecidos, ou monólitos porosos. Os materiais de troca iônica podem incluir tanto materiais sintéticos quanto naturais. Quando disposto ou em um compartimento de concentração de íons ou em um compartimento de depleção de íons, os materiais de troca iônica podem ser compactados, tal como o quanto descrito na patente americana de número US 6.197.174, começando na coluna 5, linha 61 (veja também a patente americana de número US

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5.961.805 e a US 6.228.240).

[0023] Tal como ora empregada, a expressão “material de troca de ânions” significa um material o qual é preferencialmente condutor para espécies aniônicas. A este respeito, tal material é configurado de modo a trocar seletivamente as espécies aniônicas presentes em um material por espécies aniônicas do líquido que a envolve bem como permitir a migração das espécies aniônicas trocadas por meio de um campo elétrico aplicado.

[0024] Tal como ora empregada, a expressão “material de troca de cátions” significa um material o qual é preferencialmente condutor para espécies catiônicas. A este respeito, tal material é configurado de modo a trocar seletivamente as espécies catiônicas presentes em um material por espécies catiônicas do líquido que a envolve bem como permitir a migração das espécies catiônicas trocadas por meio de um campo elétrico aplicado.

[0025] Exemplos de um material de troca de ânions apropriado incluem as esferas de poliestireno sintéticos reticulados com divinil benzeno, tais esferas sendo funcionalizadas com grupos trimetilamônio ou dimetiletanolamônio (p. ex., o DIAION SA10A™ da Mitsubishi ou o DIAION SA20A™ da Mitsubishi).

[0026] Exemplos de um material de troca de cátions apropriado incluem as esferas de poliestireno sintéticos reticulados com divinil benzeno, tais esferas sendo funcionalizados com grupos ácido sulfônico (p. ex., o DIAION SK-1B™ da Mitsubishi).

[0027] Tal como ora empregada, a expressão “domínio predominante de material de troca de ânions 14” é um espaço dentro do compartimento de concentração de íons 12 compreendendo um material de troca iônica, e que compreende as características seguintes: (i) o domínio 14 inclui materiais de troca de ânions e também pode incluir materiais de troca de cátions, e caso o domínio 14 também inclua materiais de troca de cátions, a

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18/80 relação volumétrica entre os materiais de troca de ânions e os materiais de troca de cátions dentro do domínio 14 é definida por γ, sendo que o γ do domínio 14 é maior ou igual a cerca de 4:1, e no caso em que o domínio 14 é contíguo a um domínio de material de troca iônica diferente (tal como em qualquer dos domínios 16, 22, 141 ou 161 - veja abaixo), o γ do domínio 14 é maior ou igual ao dobro do valor do γ do domínio de troca iônica diferente com o qual o domínio 14 é contíguo, ou seja, [o γ do domínio 14] > 2 x [o γ do domínio do material de troca iônica diferente, com o qual o domínio 14 é contíguo]; (ii) o domínio 14 compreende ao menos 20% em volume de material de troca de ânion, com base no volume total do domínio 14; (iii) o domínio 14 apresenta uma espessura mínima 145 de ao menos cerca de 0,2 milímetros, e quando o domínio 14 é contíguo em relação a membrana permeável a ânion 18, a espessura 145 é medida a partir de um ponto 1401 na superfície da membrana permeável a ânion 18 e em uma direção paralela a um eixo 143 normal à membrana permeável a ânion 18 (veja a figura 46); e (iv) o domínio 14 é suficientemente poroso de forma a ser efetivo para permitir um fluxo de um líquido através deste, e, para esta finalidade, é caracterizado por uma permeabilidade à água (ou, o inverso da “perda específica de pressão” de um domínio) entre cerca de 6 x 10^-7 L/min/cm/psi e cerca de 1,5 L/min/cm/psi. Por exemplo, o domínio 14 apresenta uma espessura equivalente a espessura de ao menos um diâmetro de partícula, e a espessura de um diâmetro de particular é de ao menos cerca de 0,2 milímetros. Por exemplo, o domínio 14 compreende ao menos cerca de 30% em volume do material de troca de ânion, com base no volume total do domínio 14. Como um outro exemplo, o domínio 14 compreende ao menos cerca de 50% em volume do material de troca de ânion, com base no volume total do domínio 14.

[0028] Tal como ora empregada, a expressão “domínio predominante de material de troca não catiônica 141” é um espaço dentro do

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19/80 compartimento de concentração de íons 12, compreendendo um material de troca iônica, e que compreende as características seguintes: (i) o domínio 141 inclui materiais de troca de ânion e também pode incluir materiais de troca de cátions, e caso o domínio 141 também inclua materiais de troca de cátions, a relação volumétrica entre os materiais de troca de ânions e os materiais de troca de cátions dentro do domínio 141 é definida por γ, sendo que o γ do domínio 141 é maior ou igual a cerca de 1:4; (ii) o domínio 141 compreende ao menos 10% em volume de material de troca de ânion, com base no volume total do domínio 141; (iii) o domínio 141 apresenta uma espessura mínima 145 de ao menos cerca de 0,2 milímetros, e quando o domínio 141 é contíguo em relação a membrana permeável a ânion 18, a espessura 145 é medida a partir de um ponto 1401 na superfície da membrana permeável a ânion 18 e em uma direção paralela a um eixo 143 normal à membrana permeável a ânion 18 (veja a figura 50); e (iv) o domínio 141 é suficientemente poroso de forma a ser efetivo para permitir um fluxo de um líquido através deste, e, para esta finalidade, é caracterizado por uma permeabilidade à água (ou, o inverso da “perda específica de pressão” de um domínio) entre cerca de 6 x 10^-7 L/min/cm/psi e cerca de 1,5 L/min/cm/psi. Por exemplo, o domínio 141 apresenta uma espessura equivalente a espessura de ao menos um diâmetro de partícula, e a espessura de um diâmetro de particular é de ao menos cerca de 0,2 milímetros. Exemplos de um material de troca de cátion apropriado incluem as esferas de poliestireno sintéticos reticulados com divinil benzeno, tais esferas sendo funcionalizados com grupos ácido sulfônico (p. ex., o DIAION SK-1B™ da Mitsubishi). Por exemplo, o γ do domínio 141 é de ao menos cerca de 1:1.

[0029] Tal como ora empregada, a expressão “domínio predominante de material de troca de cátions 16” é um espaço dentro do compartimento de concentração de íons 12 compreendendo um material de

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20/80 troca iônica, e que compreende as características seguintes: (i) o domínio 16 inclui materiais de troca de cátions e também pode incluir materiais de troca de ânions, e caso o domínio 16 também inclua materiais de troca de ânions, a relação volumétrica entre os materiais de troca de cátions e os materiais de troca de ânions dentro do domínio 16 é definida por γ, sendo que o γ do domínio 16 é menor ou igual a cerca de 1:4, e no caso em que o domínio 16 é contíguo a um domínio de material de troca iônica diferente (tal como em qualquer dos domínios 14, 22, 141 ou 161 - veja abaixo), o γ do domínio 16 é menor ou igual a 1/2 (isto é, metade) do γ do domínio de troca iônica diferente com o qual o domínio 16 é contíguo, ou seja, [o γ do domínio 16] < 0,5 x [o γ do domínio do material de troca iônica diferente, com o qual o domínio 16 é contíguo]; (ii) o domínio 16 compreende ao menos 20% em volume de material de troca de ânion, com base no volume total do domínio 16; (iii) o domínio 16 apresenta uma espessura mínima 181 de ao menos cerca de 0,2 milímetros, e quando o domínio 16 é contíguo em relação a membrana permeável a cátion 20, a espessura é medida a partir de um ponto 183 na superfície da membrana permeável a cátion 20 e em uma direção paralela a um eixo 185 normal à membrana permeável a cátion 20 (veja a figura 47); e (iv) o domínio 16 é suficientemente poroso de forma a ser efetivo para permitir um fluxo de um líquido através deste, e, para esta finalidade, é caracterizado por uma permeabilidade à água (ou, o inverso da “perda específica de pressão” de um domínio) entre cerca de 6 x 10^-7 L/min/cm/psi e cerca de 1,5 L/min/cm/psi. Por exemplo, o domínio 16 apresenta uma espessura equivalente a espessura de ao menos um diâmetro de partícula, e a espessura de um diâmetro de particular é de ao menos cerca de 0,2 milímetros. Por exemplo, o domínio 16 compreende ao menos cerca de 30% em volume do material de troca de cátion, com base no volume total do domínio 16. Como um outro exemplo, o domínio 16 compreende ao menos cerca de 50% em volume do material de

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21/80 troca de cátion, com base no volume total do domínio 16.

[0030] Tal como ora empregada, a expressão “domínio predominante de material de troca não aniônica 161” é um espaço dentro do compartimento de concentração de íons 12, compreendendo um material de troca iônica, e que compreende as características seguintes: (i) o domínio 161 inclui materiais de troca de cátion e também pode incluir materiais de troca de ânion, e caso o domínio 161 também inclua materiais de troca de ânions, a relação volumétrica entre os materiais de troca de cátions e os materiais de troca de ânions dentro do domínio 161 é definida por γ, sendo que o γ do domínio 161 é menor ou igual a cerca de 4:1; (ii) o domínio 161 compreende ao menos 10% em volume de material de troca de cátions, com base no volume total do domínio 161; (iii) o domínio 161 apresenta uma espessura mínima 181 de ao menos cerca de 0,2 milímetros, e quando o domínio 161 é contíguo em relação a membrana permeável a ânion 18, a espessura 145 é medida a partir de um ponto 1401 na superfície da membrana permeável a cátion 20 e em uma direção paralela a um eixo 185 normal à membrana permeável a cátions 20 (veja a figura 51); e (iv) o domínio 161 é suficientemente poroso de forma a ser efetivo para permitir um fluxo de um líquido através deste, e, para esta finalidade, é caracterizado por uma permeabilidade à água (ou, o inverso da “perda específica de pressão” de um domínio) entre cerca de 6 x 10^-7 L/min/cm/psi e cerca de 1,5 L/min/cm/psi. Por exemplo, o domínio 161 apresenta uma espessura equivalente a espessura de ao menos um diâmetro de partícula, e a espessura de um diâmetro de particular é de ao menos cerca de 0,2 milímetros. Por exemplo, a relação volumétrica entre os materiais de troca de cátion e os materiais de troca de ânion dentro do (ou, “o γ do”) domínio 161 é de ao menos cerca de 1:1.

[0031] Tal como ora empregada, a expressão “domínio do material de troca de íons misto 22” significa qualquer um entre os seguintes:

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22/80 (a) um domínio 22 é um espaço dentro do compartimento 12, compreendendo um material de troca iônica, e inclui as seguintes características: (i) o domínio 22 inclui um material de troca de ânions e um material de troca de cátions, sendo que a relação volumétrica entre o material de troca de ânions e o material de troca de cátions dentro do domínio 22 é definida por γ, sendo que o γ do domínio 22 está entre cerca de 1:4 e 4:1; (ii) o domínio 22 compreende ao menos cerca de 10% em volume do material de troca de ânions com base no volume total do domínio 22 e também compreende ao menos cerca de 10% em volume do material de troca de cátions com base no volume total do domínio 22; (iii) o domínio 22 apresenta uma espessura 221 de ao menos cerca de 0,2 milímetros, sendo que a espessura 221 é medida a partir do ponto 223 do domínio 22 mais próximo tanto da membrana permeável a ânion 18 quanto da membrana permeável a cátion 20 e em uma direção paralela a um eixo 225 normal tanto a membrana permeável a ânion 18 quanto a membrana permeável a cátion 20 (veja a figura 48, na qual, para este exemplo ilustrativo, o eixo 225 é tomado como um eixo 225 normal a membrana permeável a cátion 20, e o ponto 223 é tido como o ponto 223 do domínio 22 mais próximo da membrana permeável a cátion 20); e (iv) o domínio 22 é suficientemente poroso de modo a ser efetivo de modo a permitir o fluxo de líquido através deste, e, para esta finalidade, é caracterizado por uma permeabilidade à água (ou, o inverso da “perda específica de pressão” de um domínio) entre cerca de 6 x 10^-7 L/min/cm/psi e cerca de 1,5 L/min/cm/psi, ou (b) um domínio 22 é um espaço dentro do compartimento 12, compreendendo um material anfotérico a íons condutor tanto a espécies aniônicas quanto a espécies catiônicas, sendo que tal domínio 22 apresenta uma espessura mínima de cerca de 0,2 milímetros, sendo que a espessura mínima 2201 é medida a partir do ponto 2203 do domínio 22 mais próximo da

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23/80 membrana permeável a ânion 18 ou da membrana permeável a cátion 20 e em uma direção paralela a um eixo 2205 normal ou a membrana permeável a ânion 18 ou a membrana permeável a cátion 20 (veja a figura 49, na qual, para este exemplo ilustrativo, o eixo 2205 é tomado como um eixo 2205 normal a membrana permeável a cátion 20, e o ponto 2203 é tido como o ponto 2203 do domínio 22 mais próximo da membrana permeável a cátion 20), e (iv) o domínio 22 é suficientemente poroso de modo a ser efetivo de modo a permitir o fluxo de líquido através deste, e, para esta finalidade, é caracterizado por uma permeabilidade à água (ou, o inverso da “perda específica de pressão” de um domínio) entre cerca de 6 x 10^-7 L/min/cm/psi e cerca de 1,5 L/min/cm/psi.

[0032] Por exemplo, tanto a parte (a) quanto a parte (b) definem um domínio 22 apresentando uma espessura mínima equivalente a espessura de ao menos um diâmetro de partícula, e a espessura de um diâmetro de partícula é ao menos de cerca de 0,2 milímetros.

[0033] Deve ser entendido que uma “porção” do domínio do material de troca de íons misto 22 inclui as mesmas características de um “domínio do material de troca de íons misto 22”, tal como supra descrito, e a diferença é a de que a porção de um domínio do material de troca de íons misto 22 é adjacente a ao menos uma outra porção do mesmo domínio do material de troca de íons misto 22, de tal forma que o domínio do material de troca de íons misto 22 compreende estas porções.

[0034] Deve ser entendido que o domínio do material de troca de íons misto 22 pode ser contemporaneamente disposto em um ou mais “espaços”, e isto depende de como tais espaços são definidos. Além disto, deve ser entendido que dois ou mais dentre os espaços definidos podem se interceptar de modo a formar uma intersecção tal que ao menos uma porção de cada um dos dois ou mais dos espaços definidos são localizados, ao mesmo tempo, na intersecção, e que, em tais circunstancias, quando ao

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24/80 menos uma porção do domínio do material de troca de íons misto 22 é disposto dentro da intersecção, a ao menos uma porção do domínio do material de troca de íons misto 22 também é a dita a ser disposta dentro de cada um dentre os dois ou mais espaços definidos.

[0035] A expressão “substancialmente qualquer fração restante”, conforme a expressão é aqui empregada em relação as superfícies laterais do compartimento de concentração de íons, esta pretende significar:

(a) quase todas entre quaisquer frações restantes, ou (b) todas entre as frações restantes, [0036] sendo que “frações restantes” significa aquelas frações de uma superfície lateral de um compartimento de concentração de íons (de uma membrana permeável a ânion ou de uma membrana permeável a cátion) diversas da fração operacional da superfície lateral. Sempre que a fração operacional da superfície lateral é definida por toda a superfície lateral do compartimento de concentração de íons de uma membrana permeável a ânion ou de uma membrana permeável a cátion, não existem as “frações restantes”.

[0037] Os espaçadores 38, 40 são interpostos entre as membranas permeáveis a ânions e a cátions 18, 20 alternadas, de modo a manter um afastamento entre as membranas permeáveis a ânions e a cátions 18, 20 e assim definir compartimentos 12, 36 com respectivos caminhos para os fluxos de líquido. Exemplos de espaçadores apropriados 38, 40 para o dispositivo de desionização elétrica 10 são descritos na patente americana de número US 6.929.765 e no pedido de patente americano de número US 2004/0104166 A1. Estes exemplos de espaçadores ilustram espaçadores com uma malha, sendo que a malha é prevista para manter um afastamento entre membranas opostas, ou uma membrana oposta e uma montagem terminal da caixa ou quadro, dos compartimentos de concentração de íons do dispositivo de desionização elétrica 10, e assim permitir a provisão de um caminho de

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25/80 fluxo para um líquido dentro dos compartimentos de concentração de íons. Deve ser entendido que os compartimentos de concentração de íons contendo o material de troca iônica não precisam necessariamente de espaçadores com malha, uma vez que o material de troca iônica dentro dos compartimentos de concentração de íons permite a provisão de uma trajetória no compartimento. Dito isto, os compartimentos de concentração de íons, cuja construção inclui espaçadores com malha, não são excluídos do escopo da invenção. Desta forma, os espaçadores apropriados incluem os espaçadores com ou sem uma malha.

[0038] Com referência as figuras 44 e 45, os compartimentos do ânodo e do cátodo 30, 34, são previstos nas extremidades do dispositivo 10. Cada compartimento 30, 34 apresenta uma respectiva trajetória ou caminho definida entre e delimitada por um respectivo eletrodo e uma montagem terminal da caixa 42, 44, e uma respectiva membrana, a qual é pressionada contra o respectivo eletrodo da montagem terminal 42, 44. Para montar o dispositivo 10, cada uma das membranas permeável a ânion 18, membranas permeáveis a cátion 20 e espaçadores associados 38, 40 e montagens terminais da caixa 42, 44 são forçados juntos de modo a criar uma disposição substancialmente fechada ao fluido. Um exemplo de uma construção de um dispositivo de desionização elétrica é previsto na patente americana de número US 6.193.869. Alternativamente, os componentes em um dispositivo de desionização elétrica podem ser mantidos acoplados entre eles por meio de uma prensa hidráulica e/ou hastes de fixação.

(B) Primeira Forma De Realização De Um Dispositivo EDI Apresentando Um

Compartimento De Concentração De Íons Contendo Um Material De Troca

Iônica [0039] Em uma forma de realização, e com referência as figuras de 2 a 13, o compartimento de concentração de íons 12 de um dispositivo de

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26/80 desionização elétrica 10 é parcialmente delimitado por uma membrana permeável a ânion 18 e também parcialmente delimitado por uma membrana permeável a cátion 20. Um primeiro domínio do material de troca iônica é previsto e disposto dentro do compartimento de concentração de íons 12. O primeiro domínio do material de troca iônica é contíguo com ao menos uma porção de uma superfície lateral de um compartimento de concentração de íons de uma entre a membrana permeável a ânion 18 e a membrana permeável a cátion 20. O primeiro domínio do material de troca iônica é afastado dos outros de uma entre a membrana permeável a ânion 18 e a membrana permeável a cátion 20. Com referência a figura 2, na qual a uma entre a membrana permeável a ânion 18 e a membrana permeável a cátion 20, apresentando ao menos uma porção de uma superfície lateral do compartimento de concentração de íons com a qual o primeiro domínio do material de troca iônica é contíguo, é uma membrana permeável a ânion 18, o primeiro domínio do material de troca iônica é um domínio predominante de material de troca de ânions 14. Com referência a figura 3, na qual a uma entre a membrana permeável a ânion 18 e a membrana permeável a cátion 20, apresentando ao menos uma porção de uma superfície lateral do compartimento de concentração de íons com a qual o domínio do material de troca iônica é contíguo, é uma membrana permeável a cátion 20, a primeiro domínio do material de troca iônica é um domínio predominante de material de troca de cátions 16.

[0040] Por exemplo, um segundo domínio do material de troca iônica também é previsto e é disposto dentro do compartimento de concentração de íons 12. O segundo domínio do material de troca iônica é contíguo com substancialmente toda a superfície lateral do compartimento de concentração de íons da outra entre a membrana permeável a ânion e a membrana permeável a cátion. Com referência a figura 2, na qual a uma entre

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27/80 a membrana permeável a ânion 18 e a membrana permeável a cátion 20, apresentando a ao menos uma superfície lateral do compartimento de concentração de íons com a qual o primeiro domínio do material de troca iônica é contíguo, é uma membrana permeável a ânion 18, o segundo domínio do material de troca iônica é um domínio predominante de material de troca não aniônica 161. Por exemplo, o domínio predominante de material de troca não aniônica 161 inclui um domínio predominante de material de troca de cátions 16, ou o domínio 161 é um domínio predominante de material de troca de cátions 16 em sua totalidade. Como um outro exemplo, o domínio predominante de material de troca não aniônica 161 inclui domínio do material de troca de íons misto 22, ou o domínio 161 é um domínio do material de troca de íons misto 22 em sua totalidade. Como mais um outro exemplo, o domínio 161 é contíguo ao domínio 14. Com referência a figura 3, na qual a uma entre a membrana permeável a ânion 18 e a membrana permeável a cátion 20, apresentando ao menos uma superfície lateral do compartimento de concentração de íons com a qual o primeiro domínio do material de troca iônica é contíguo, é uma membrana permeável a cátion 20, o segundo domínio do material de troca iônica é um domínio predominante de material de troca não catiônica 141. Por exemplo, o domínio predominante de material de troca não catiônica 141 inclui um domínio predominante de material de troca de ânions 14, ou o domínio 141 é um domínio predominante de material de troca de ânions 14 em sua totalidade. Como um outro exemplo, o domínio predominante de material de troca não catiônica 141 inclui um domínio do material de troca de íons misto 22, ou o domínio 141 é um domínio do material de troca de íons misto 22 em sua totalidade. Em mais um exemplo, o domínio 141 é contíguo ao domínio 16.

[0041] Com relação ao compartimento de concentração de íons 12 parcialmente delimitado por uma membrana permeável a ânion 18 e

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28/80 também parcialmente delimitado por uma membrana permeável a cátion 20, por exemplo, e com referência a figura 4, um domínio predominante de material de troca de ânions 14 e uma domínio predominante de material de troca de cátions 16 são previstos e dispostos dentro do compartimento de concentração de íons 12. O domínio predominante de material de troca de ânions 14 é contíguo com ao menos uma porção da superfície 26 da membrana 18, e fica afastado da membrana 20. O domínio predominante de material de troca de cátions 16 é contíguo com a menos uma porção de uma superfície lateral 28 do compartimento de concentração de íons da membrana permeável a cátion 20, é fica afastado da membrana 18. Por exemplo, o domínio 14 é contíguo com o domínio 16.

[0042] Com relação ao compartimento de concentração de íons 12 parcialmente delimitado por uma membrana permeável a ânion 18 e também parcialmente delimitado por uma membrana permeável a cátion 20, por exemplo, e com referência a figura 5, um domínio predominante de material de troca de ânions 14 é previsto e é disposto dentro do compartimento de concentração de íons 12, e um domínio predominante de material de troca de cátions 16 é previsto e disposto dentro do compartimento de concentração de íons 12, e um domínio do material de troca de íons misto 22 é previsto e disposto dentro do compartimento de concentração de íons 12. O domínio predominante de material de troca de ânions 14 é contíguo com ao menos uma porção da superfície 26 da membrana 18, e fica afastado da membrana 20. A disposição de um domínio predominante de material de troca de ânions 14 com relação a membrana permeável a cátion 20 define um respectivo primeiro espaço entre o domínio 14 e a membrana 20. O domínio predominante de material de troca de cátions 16 é contíguo com a menos uma porção da superfície 28 da membrana 20, e fica afastado da membrana 18. A disposição do domínio predominante de material de troca de cátions 16 com relação a

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29/80 membrana permeável a ânion 18 define um respectivo segundo espaço entre o domínio 16 e a membrana 18. Ao menos uma porção do domínio do material de troca de íons misto 22 é disposta dentro de ao menos uma entre os respectivos primeiro e segundo espaços. Por exemplo, o domínio 22 é contíguo com cada um dos domínios 14 e 16.

[0043] Com relação ao compartimento de concentração de íons 12 parcialmente delimitado por uma membrana permeável a ânion 18 e também parcialmente delimitado por uma membrana permeável a cátion 20, por exemplo, e com referência as figuras 6 e 7, cada uma entre a membrana permeável a ânion 18 e a membrana permeável a cátion 20 inclui uma respectiva superfície lateral 26, 28 do compartimento de concentração de íons, sendo que cada superfície 26, 28 apresenta uma respectiva área superficial. Um primeiro material de troca iônica é previsto e disposto dentro do compartimento de concentração de íons 12, e é contíguo com ao menos uma porção da superfície lateral 26, 28 do compartimento de concentração de íons da uma entre a membrana permeável a ânion 18 e a membrana permeável a cátion 20, e também é afastado da outra entre a membrana permeável a ânion 18 e a membrana permeável a cátion 20. A ao menos uma porção da superfície lateral 26, 28 da uma entre a membrana permeável a ânion 18 e a membrana permeável a cátion 20 define uma fração operacional da superfície lateral da superfície lateral 26 ou 28 do compartimento de concentração de íons da uma entre a membrana permeável a ânion 18 e a membrana permeável a cátion 20. A fração operacional da superfície lateral da superfície lateral 26 ou 28 do compartimento de concentração de íons da uma entre a membrana permeável a ânion 18 e a membrana permeável a cátion 20 define uma fração operacional da área da superfície lateral da superfície lateral 26 ou 28 do compartimento de concentração de íons da uma entre a membrana permeável a ânion 18 e a membrana permeável a cátion 20 a qual é ao menos

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10% da área da superfície lateral do compartimento de concentração de íons da uma entre a membrana permeável a ânion 18 e a membrana permeável a cátion 20. Por exemplo, e com relação ao tamanho relativo da fração operacional da área da superfície lateral da superfície lateral 26 ou 28 do compartimento de concentração de íons da uma entre a membrana permeável a ânion 18 e a membrana permeável a cátion 20, a fração operacional da área da superfície lateral da superfície lateral 26 ou 28 do compartimento de concentração de íons da uma entre a membrana permeável a ânion 18 e a membrana permeável a cátion 20 é ou corresponde a pelo menos 50% da área da superfície lateral do compartimento de concentração de íons da uma entre a membrana permeável a ânion 18 e a membrana permeável a cátion 20. Como um outro exemplo, e com relação ao tamanho relativo da fração operacional da área da superfície lateral da superfície lateral 26 ou 28 do compartimento de concentração de íons da uma entre a membrana permeável a ânion 18 e a membrana permeável a cátion 20, a fração operacional da área da superfície lateral da superfície lateral 26 ou 28 do compartimento de concentração de íons da uma entre a membrana permeável a ânion 18 e a membrana permeável a cátion 20 é substancialmente toda a área da superfície lateral do compartimento de concentração de íons da uma entre a membrana permeável a ânion 18 e a membrana permeável a cátion 20. Por exemplo, e com referência as figuras 8 e 9, e com relação a disposição espacial da fração operacional da área da superfície lateral da superfície lateral 26 ou 28 do compartimento de concentração de íons da uma entre a membrana permeável a ânion 18 e a membrana permeável a cátion 20, a fração operacional da área da superfície lateral da superfície lateral 26 ou 28 do compartimento de concentração de íons da uma entre a membrana permeável a ânion 18 e a membrana permeável a cátion 20, em comparação com substancialmente qualquer das frações restantes da superfície lateral 26 ou 28 do compartimento

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31/80 de concentração de íons de uma entre a membrana permeável a ânion 18 e a membrana permeável a cátion 20, fica mais perto de uma saída 367 de um compartimento de depleção de íons 36 disposto em um lado oposto da uma entre a membrana permeável a ânion 18 e a membrana permeável a cátion 20. Com referência as figuras 6 e 8, na qual a ao menos uma fração operacional da área da superfície lateral da superfície lateral 26 ou 28 do compartimento de concentração de íons da uma entre a membrana permeável a ânion 18 e a membrana permeável a cátion 20 com a qual o primeiro domínio do material de troca iônica é contíguo é de uma membrana permeável a ânion 18, o primeiro domínio do material de troca iônica é um domínio predominante de material de troca de ânions 14. Com relação as figuras 7 e 9, na qual a ao menos uma entre a fração operacional da área da superfície lateral da superfície lateral 26 ou 28 do compartimento de concentração de íons da uma entre a membrana permeável a ânion 18 e a membrana permeável a cátion 20 com a qual o primeiro domínio do material de troca iônica é contíguo é de uma membrana permeável a cátion 20, o primeiro domínio do material de troca iônica é um domínio predominante de material de troca de cátions 16.

[0044] Por exemplo, um segundo domínio do material de troca iônica é previsto e disposto dentro do compartimento de concentração de íons 12 e é contíguo com substancialmente a totalidade da superfície lateral do compartimento de concentração de íons da outra entre a membrana permeável a ânion e a membrana permeável a cátion. Com referência as figuras 6 e 8, na qual a ao menos uma fração operacional da área da superfície lateral da superfície lateral 26 ou 28 do compartimento de concentração de íons da uma entre a membrana permeável a ânion 18 e a membrana permeável a cátion 20 com a qual o primeiro domínio do material de troca iônica é contíguo é de uma membrana permeável a ânion 18, o segundo domínio do material de troca iônica é um domínio predominante de material de troca não aniônica 161. Por

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32/80 exemplo, o domínio predominante de material de troca não aniônica 161 inclui um domínio predominante de material de troca de cátions 16, ou o domínio 161 é um domínio predominante de material de troca de cátions 16 em sua totalidade. Como um outro exemplo, o domínio 161 inclui um domínio do material de troca de íons misto 22, ou o domínio 161 é um domínio do material de troca de íons misto 22 em sua totalidade. Como mais um outro exemplo, o domínio 161 é contíguo com o domínio 14. Com referência as figuras 7 e 9, na qual a ao menos uma fração operacional da área da superfície lateral da superfície lateral 26 ou 28 do compartimento de concentração de íons da uma entre a membrana permeável a ânion 18 e a membrana permeável a cátion 20 com a qual o primeiro domínio do material de troca iônica, é de uma membrana permeável a cátion 20, o segundo domínio do material de troca iônica é um domínio predominante de material de troca não catiônica 141. Por exemplo, o domínio predominante de material de troca não catiônica 141 inclui um domínio predominante de material de troca de ânions 14, ou o domínio 141 é um domínio predominante de material de troca de ânions 14 em sua totalidade. Como um outro exemplo, o domínio 141 inclui um domínio do material de troca de íons misto 22, ou o domínio 141 é um domínio do material de troca de íons misto 22 em sua totalidade. Como um outro exemplo, o domínio 141 é contíguo ao domínio 16.

[0045] Com relação ao compartimento de concentração de íons 12 parcialmente delimitado por uma membrana permeável a ânion 18 e também parcialmente delimitado por uma membrana permeável a cátion 20, por exemplo, e com referência a figura 10, cada uma entre a membrana permeável a ânion 18 e a 20 inclui uma respectiva superfície lateral 26, 28 do compartimento de concentração de íons, sendo que cada superfície 26, 28 apresenta uma respectiva área superficial, e um domínio predominante de material de troca de ânions 14 é previsto e disposto dentro do compartimento

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33/80 de concentração de íons, e um domínio predominante de material de troca de cátions 16 é previsto e disposto dentro do compartimento de concentração de íons. O domínio predominante de material de troca de ânions 14 é contíguo com ao menos uma porção da superfície lateral 26 do compartimento de concentração de íons da membrana permeável a ânion 18, é fica afastado da membrana permeável a cátion 20. A ao menos uma porção da superfície lateral 26 da membrana permeável a ânion 18 define uma fração operacional da superfície lateral da superfície lateral 26 do compartimento de concentração de íons da membrana permeável a ânion 18. A fração operacional da superfície lateral da superfície lateral 26 do compartimento de concentração de íons da membrana permeável a ânion 18 define uma fração operacional da área da superfície lateral da superfície lateral 26 do compartimento de concentração de íons da membrana permeável a ânion 18 a qual compreende ao menos 10% da área da superfície lateral do compartimento de concentração de íons da membrana permeável a ânion 18. Por exemplo, e com relação ao tamanho relativo da fração operacional da superfície lateral da superfície lateral 26 do compartimento de concentração de íons da membrana permeável a ânion 18, a fração operacional da superfície lateral da superfície lateral 26 do compartimento de concentração de íons da membrana permeável a ânion 18 compreende ao menos 50% da área da superfície lateral do compartimento de concentração de íons da membrana permeável a ânion 18. Como um outro exemplo, e com relação ao tamanho relativo da fração operacional da superfície lateral da superfície lateral 26 do compartimento de concentração de íons da membrana permeável a ânion 18, a fração operacional da superfície lateral da superfície lateral 26 do compartimento de concentração de íons da membrana permeável a ânion 18 é substancialmente toda a área da superfície lateral da superfície lateral 26 do compartimento de concentração de íons da membrana permeável a ânion 18. O domínio

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34/80 predominante de material de troca de cátions 16 é contíguo com a menos uma porção da superfície lateral 28 do compartimento de concentração de íons da membrana permeável a cátion 20, e fica afastado da membrana permeável a ânion 18. A ao menos uma porção da superfície lateral 28 da membrana permeável a cátion 20 define uma fração operacional da superfície lateral da superfície lateral 28 do compartimento de concentração de íons da membrana permeável a cátion 20. A fração operacional da superfície lateral da superfície lateral 28 do compartimento de concentração de íons da membrana permeável a cátion 20 define uma fração operacional da área da superfície lateral da superfície lateral 28 do compartimento de concentração de íons da membrana permeável a cátion 20 a qual compreende ao menos 10% da área da superfície lateral do compartimento de concentração de íons da membrana permeável a cátion 20. Por exemplo, em com relação ao tamanho relativo da fração operacional da área da superfície lateral da superfície lateral 28 do compartimento de concentração de íons da membrana permeável a cátion 20, a fração operacional da área da superfície lateral da superfície lateral 28 do compartimento de concentração de íons da membrana permeável a cátion 20 compreende ao menos 50% da área da superfície lateral do compartimento de concentração de íons da membrana permeável a cátion 20. Como um outro exemplo, em com relação ao tamanho relativo da fração operacional da área da superfície lateral da superfície lateral 28 do compartimento de concentração de íons da membrana permeável a cátion 20, a fração operacional da área da superfície lateral da superfície lateral 28 do compartimento de concentração de íons da membrana permeável a cátion 20 é substancialmente toda a área da superfície lateral do compartimento de concentração de íons da membrana permeável a cátion 20. Por exemplo, e com referência a figura 11, e com relação a disposição espacial da fração operacional da superfície lateral da superfície lateral 26 do compartimento de concentração de íons da membrana

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35/80 permeável a ânion 18, a fração operacional da superfície lateral da superfície lateral 26 do compartimento de concentração de íons da membrana permeável a ânion 18, em comparação com substancialmente quaisquer frações restantes da superfície lateral 26 do compartimento de concentração de íons da membrana permeável a ânion 18, fica mais próxima de uma saída 367 de um compartimento de depleção de íons 36 disposto de um lado oposto da membrana permeável a ânion 18. Com relação a disposição espacial da fração operacional da superfície lateral da superfície lateral 28 do compartimento de concentração de íons da membrana permeável a cátion 20, a fração operacional da superfície lateral da superfície lateral 28 do compartimento de concentração de íons da membrana permeável a cátion 20, em comparação com substancialmente quaisquer frações restantes da superfície lateral 26 do compartimento de concentração de íons da membrana permeável a cátion 20, fica mais próxima de uma saída 367 de um compartimento de depleção de íons 36 disposto de um lado oposto da membrana permeável a cátion 20. Por exemplo, o domínio 14 é contíguo com o domínio 16.

[0046] Com relação ao compartimento de concentração de íons 12 parcialmente delimitado por uma membrana permeável a ânion 18 e também parcialmente delimitado por uma membrana permeável a cátion 20, por exemplo, e com referência a figura 12, cada uma entre a membrana permeável a ânion 18 e a membrana permeável a cátion 20 inclui uma respectiva superfície lateral 26, 28 do compartimento de concentração de íons, sendo que cada superfície 26, 28 apresenta uma respectiva área superficial. Um domínio predominante de material de troca de ânions 14 é previsto e disposto dentro do compartimento de concentração de íons 12, e um domínio predominante de material de troca de cátions 16 é previsto e disposto dentro do compartimento de concentração de íons 12, e um domínio do material de troca de íons misto 22 é previsto de disposto dentro do compartimento de

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36/80 concentração de íons 12. O domínio predominante de material de troca de ânions 14 é contíguo com ao menos uma porção da superfície lateral 26 do compartimento de concentração de íons da membrana permeável a ânion 18, e fica afastado da membrana permeável a cátion 20. A disposição do domínio predominante de material de troca de ânions 14 com relação a membrana permeável a cátion 20 define um respectivo primeiro espaço entre o domínio 14 e a membrana 20. A ao menos uma porção da superfície lateral 26 do compartimento de concentração de íons da membrana permeável a ânion 18 define uma fração operacional da superfície lateral do compartimento de concentração de íons da superfície lateral 26 da membrana permeável a ânion

18. A fração operacional da superfície lateral da superfície lateral 26 do compartimento de concentração de íons da membrana permeável a ânion 18 define uma fração operacional da área da superfície lateral da superfície lateral 26 do compartimento de concentração de íons da membrana permeável a ânion 18 a qual compreende ao menos 10% da área da superfície lateral do compartimento de concentração de íons da membrana permeável a ânion 18. Por exemplo, e com relação ao tamanho relativo da fração operacional da área da superfície lateral da superfície lateral 26 do compartimento de concentração de íons da membrana permeável a ânion 18, a fração operacional da área da superfície lateral da superfície lateral 26 do compartimento de concentração de íons da membrana permeável a ânion 18 compreende ao menos 50% da área da superfície lateral do compartimento de concentração de íons da membrana permeável a ânion 18. Como um outro exemplo, e com relação ao tamanho relativo da fração operacional da área da superfície lateral da superfície lateral 26 do compartimento de concentração de íons da membrana permeável a ânion 18, a fração operacional da área da superfície lateral da superfície lateral 26 do compartimento de concentração de íons da membrana permeável a ânion 18 compreende substancialmente a totalidade da área da superfície

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37/80 lateral do compartimento de concentração de íons da membrana permeável a ânion 18. O domínio predominante de material de troca de cátions 16 é contíguo com ao menos uma porção da superfície lateral 28 do compartimento de concentração de íons da membrana permeável a cátion 20, e fica afastado da membrana permeável a cátion 20. A disposição do domínio predominante de material de troca de cátions 16 com relação a membrana permeável a ânion 18 define um respectivo segundo espaço entre o domínio 16 e a membrana 18. A ao menos uma porção da superfície lateral 28 do compartimento de concentração de íons da membrana permeável a cátion 20 define uma fração operacional da superfície lateral da superfície lateral 28 do compartimento de concentração de íons da membrana permeável a cátion 20. A fração operacional da superfície lateral da superfície lateral 28 do compartimento de concentração de íons da membrana permeável a cátion 20 define uma fração operacional da área da superfície lateral da superfície lateral 28 do compartimento de concentração de íons da membrana permeável a cátion 20 a qual compreende ao menos 10% da área da superfície lateral do compartimento de concentração de íons da membrana permeável a cátion 20. Por exemplo, e com relação ao tamanho relativo da fração operacional da área da superfície lateral da superfície lateral 28 do compartimento de concentração de íons da membrana permeável a cátion 20, a fração operacional da área da superfície lateral da superfície lateral 28 do compartimento de concentração de íons da membrana permeável a cátion 20 compreende ao menos 50% da área da superfície lateral do compartimento de concentração de íons da membrana permeável a cátion 20. Como um outro exemplo, e com relação ao tamanho relativo da fração operacional da área da superfície lateral da superfície lateral 28 do compartimento de concentração de íons da membrana permeável a cátion 20, a fração operacional da área da superfície lateral da superfície lateral 28 do compartimento de concentração de íons da membrana permeável

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38/80 a cátion 20 é compreende substancialmente a totalidade da área da superfície lateral do compartimento de concentração de íons da membrana permeável a cátion 20. Por exemplo, e com referência a figura 13, com relação a disposição espacial da fração operacional da superfície lateral da superfície lateral 26 do compartimento de concentração de íons da membrana permeável a ânion 18, a fração operacional da superfície lateral da superfície lateral 26 do compartimento de concentração de íons da membrana permeável a ânion 18, em comparação com substancialmente quaisquer frações restantes da superfície lateral 26 do compartimento de concentração de íons da membrana permeável a ânion 18, fica mais próxima de uma saída 367 do compartimento de depleção de íons 36 disposto de um lado oposto da membrana permeável a ânion 18. Com relação a disposição espacial da fração operacional da superfície lateral da superfície lateral 28 do compartimento de concentração de íons da membrana permeável a cátion 20, por exemplo, a fração operacional da superfície lateral da superfície lateral 28 do compartimento de concentração de íons da membrana permeável a cátion 20, por exemplo, em comparação com substancialmente quaisquer frações restantes da superfície lateral 28 do compartimento de concentração de íons da membrana permeável a cátion 20, fica mais próxima de uma saída 367 do compartimento de depleção de íons 36 disposta em um lado oposto da membrana permeável a cátion 20. Ao menos uma porção do domínio do material de troca de íons misto 22 fica disposta dentro de ao menos um dos respectivos primeiro e segundo espaços. Por exemplo, o domínio 22 é contíguo com cada um dos domínios 14 e 16.

(C) Segunda Forma De Realização De Um Dispositivo EDI Apresentando Um

Compartimento De Concentração De Íons Contendo Um Material De Troca

Iônica [0047] Em uma segunda forma de realização, e com referência as figuras de 14 a 34, o compartimento de concentração de íons 12 de um

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39/80 dispositivo de desionização elétrica 10 é parcialmente delimitado por uma primeira membrana permeável a íon e também é parcialmente delimitado por um elemento separador 24. A primeira membrana permeável a íon é uma entre a membrana permeável a ânion 18 e a membrana permeável a cátion 20. Um primeiro domínio do material de troca iônica é disposto dentro do compartimento de concentração de íons 12 e é contíguo com ao menos uma porção de uma superfície lateral do compartimento de concentração de íons da primeira membrana permeável 18 ou 20. Quando a primeira membrana permeável, apresentando ao menos uma porção de uma superfície lateral do compartimento de concentração de íons com o qual o primeiro domínio do material de troca iônica é contíguo, é uma membrana permeável a ânion 18 (veja a figura 14), o primeiro domínio do material de troca iônica é um domínio predominante de material de troca de ânions 14. Quando a primeira membrana permeável, apresentando ao menos uma porção de uma superfície lateral do compartimento de concentração de íons com o qual o primeiro domínio do material de troca iônica é contíguo, é uma membrana permeável a cátion 20 (veja a figura 15), o primeiro domínio do material de troca iônica é um domínio predominante de material de troca de cátions 16. Um segundo domínio do material de troca iônica também fica disposto dentro do compartimento de concentração de íons 12. A disposição do primeiro domínio de material de troca de ânions 14 ou 16 em relação ao elemento separador 24 define um respectivo espaço entre o primeiro domínio do material de troca iônica 14 ou 16 e o elemento separador 24, sendo que ao menos uma porção do segundo domínio do material de troca iônica é disposta dentro do respectivo espaço. Por exemplo, o segundo domínio do material de troca iônica é contíguo com o primeiro domínio do material de troca iônica. Como um outro exemplo, quando o elemento separador 24 é uma segunda membrana permeável a íons, na qual a segunda membrana permeável a íons é a outra entre a membrana

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40/80 permeável a ânion 18 e a membrana permeável a cátion 20, o segundo domínio do material de troca iônica é contíguo com a outra entre a membrana permeável a ânion 18 e a membrana permeável a cátion 20. No caso em que o primeiro domínio do material de troca iônica é um domínio predominante de material de troca de ânions 14, o segundo domínio do material de troca iônica é um domínio predominante de material de troca não aniônica 161. Por exemplo, e com referência a figura 14, o domínio 161 inclui um domínio do material de troca de íons misto 22, ou o domínio 161 é um domínio do material de troca de íons misto 22 em sua totalidade. Como um outro exemplo, o domínio 161 inclui um domínio predominante de material de troca de cátions 16, ou o domínio 161 é um domínio predominante de material de troca de cátions 16 em sua totalidade. No caso em que o primeiro domínio do material de troca iônica é um domínio predominante de material de troca de cátions 16, o segundo domínio do material de troca iônica é um domínio predominante de material de troca não catiônica 141. Por exemplo, e com referência a figura 15, o domínio 141 é um domínio do material de troca de íons misto 22 ou o domínio 141 é um domínio do material de troca de íons misto 22 em sua totalidade. Como um outro exemplo, o domínio 141 inclui um domínio predominante de material de troca de ânions 14, ou o domínio 141 é um domínio predominante de material de troca de ânions 14 em sua totalidade. Por exemplo, e com relação ao elemento separador 24, o elemento separador é substancialmente impermeável, tal como quando o elemento separador 24 é um eletrodo. Como um outro exemplo, e com relação ao elemento separador, o elemento separador 24 é uma segunda membrana permeável a íon, sendo que a segunda membrana permeável a íon é a outra entre a membrana permeável a ânion 18 e a membrana permeável a cátion 20.

[0048] Nesta forma de realização, o primeiro domínio do material de troca iônica 14 ou 16 não precisa ficar afastado do elemento separador 24.

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A este respeito, por exemplo, e com referência a figura 20, quando o elemento separador 24 é uma membrana permeável a ânion 18, um compartimento de concentração de íons 12 é previsto e é parcialmente delimitado por uma membrana permeável a ânion 18 e também é parcialmente delimitado por uma membrana permeável a cátion 20. Um domínio predominante de material de troca de cátions 16 é disposto dentro do compartimento de concentração de íons 12 e fica contíguo com ao menos uma porção de uma superfície lateral do compartimento de concentração de íons da membrana permeável a cátion 20. Um domínio do material de troca de íons misto 22 é disposto dentro do compartimento de concentração de íons 12. A disposição do domínio 16 em relação a membrana permeável a ânion 18 define uma respectivo espaço entre o domínio 16 e a membrana 18. Ao menos uma porção do domínio do material de troca de íons misto 22 fica disposta dentro do respectivo espaço. Além disto, o domínio 22 fica contíguo com o domínio 16. Note-se que o domínio 16 também fica contíguo com uma porção 18a da membrana permeável a ânion

18.

[0049] Com relação ao compartimento de concentração de íons 12 parcialmente delimitado pela membrana permeável a ânion 18 e também parcialmente delimitado pelo elemento separador 24, e quando o elemento separador 24 é um eletrodo 25, por exemplo, e com referência a figura 16, o domínio predominante de material de troca de ânions 14 é disposto dentro do compartimento de concentração de íons 12 é fica contíguo com ao menos uma porção da superfície lateral do compartimento de concentração de íons da membrana permeável a ânion 18. Um domínio do material de troca de íons misto 22 também fica disposto dentro do compartimento de concentração de íons 12. A disposição do domínio predominante de material de troca de ânions 14 com relação ao eletrodo 25 define um espaço entre o domínio 14 e o eletrodo 25, sendo que ao menos uma porção do domínio do material de troca

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42/80 de íons misto 22 fica disposta dentro do respectivo espaço. Por exemplo, o domínio 22 é contíguo com o domínio 14. Por exemplo, este pode ser o caso para um compartimento do ânodo 30, no qual o eletrodo 25 é um ânodo 32.

[0050] Com relação ao compartimento de concentração de íons 12 parcialmente delimitado por uma membrana permeável a cátion 20 e também parcialmente delimitado por um elemento separador 24, e quando o elemento separador 24 é um eletrodo 25, por exemplo, e com referência a figura 17, um domínio predominante de material de troca de cátions 16 é disposto dentro do compartimento de concentração de íons 12 e fica contíguo com ao menos uma porção da superfície lateral do compartimento de concentração de íons da membrana permeável a cátion 20. Um domínio do material de troca de íons misto 22 também fica disposto dentro do compartimento de concentração de íons 12. A disposição do domínio predominante de material de troca de cátions 16 com relação ao eletrodo 25 define um respectivo espaço entre o domínio 16 e o eletrodo 25, sendo que ao menos uma porção do domínio do material de troca de íons misto 22 fica disposta dentro do respectivo espaço. Por exemplo, o domínio 22 é contíguo com o domínio 16. Por exemplo, este pode ser o caso para o compartimento do cátodo 34, no qual o eletrodo 25 é o cátodo 35.

[0051] Com relação ao compartimento de concentração de íons 12 parcialmente delimitado por uma membrana permeável a ânion 18, e também parcialmente delimitado por uma membrana permeável a cátion 20, por exemplo, e com referência as figuras 18 e 19, um primeiro domínio do material de troca iônica 14 ou 16 fica disposto dentro do compartimento de concentração de íons 12 e também é contíguo com ao menos uma porção de uma superfície lateral do compartimento de concentração de íons de uma entre a membrana permeável a ânion 18 e a membrana permeável a cátion 20. Quando a uma entre a membrana permeável a ânion 18 e a membrana

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43/80 permeável a cátion 20, apresentando ao menos uma porção de uma superfície lateral do compartimento de concentração de íons com a qual o primeiro domínio do material de troca iônica é contíguo, é uma membrana permeável a ânion 18 (veja a figura 18), o primeiro domínio do material de troca iônica é um domínio predominante de material de troca de ânions 14. Quando a uma entre a membrana permeável a ânion 18 e a membrana permeável a cátion 20, apresentando ao menos uma porção de uma superfície lateral do compartimento de concentração de íons com a qual o primeiro domínio do material de troca iônica é contíguo, é uma membrana permeável a cátion 20 (veja a figura 19), o primeiro domínio do material de troca iônica é um domínio predominante de material de troca de cátions 16. Um domínio do material de troca de íons misto 22 também fica disposto dentro do compartimento de concentração de íons 12. A disposição do primeiro domínio do material de troca iônica 14 ou 16 com relação a outra entre a membrana permeável a ânion 18 e a membrana permeável a cátion 20 define um respectivo espaço entre o primeiro domínio do material de troca iônica 14 ou 16 e a outra entre a uma membrana permeável a ânion 18 ou membrana permeável a cátion 20, sendo que ao menos uma porção do domínio do material de troca de íons misto 22 é disposta dentro do respectivo espaço. Por exemplo, o domínio 22 é contíguo com o primeiro domínio do material de troca iônica 14 ou 16.

[0052] Com relação ao compartimento de concentração de íons 12 parcialmente delimitado por uma membrana permeável a ânion 18 e também parcialmente delimitado por uma membrana permeável a cátion 20, por exemplo, e com referência a figura 21, um domínio predominante de material de troca de ânions 14 é disposto dentro do compartimento de concentração de íons 12, um domínio predominante de material de troca de cátions 16 é disposto dentro do compartimento de concentração de íons 12 e um domínio do material de troca de íons misto 22 é disposto dentro do

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44/80 compartimento de concentração de íons 12. O domínio predominante de material de troca de ânions 14 é disposto contíguo com a menos uma porção da superfície lateral do compartimento de concentração de íons da membrana permeável a ânion 18. O domínio predominante de material de troca de cátions 16 é disposto contíguo com ao menos uma porção da superfície lateral do compartimento de concentração de íons da membrana permeável a cátion 20. A disposição do domínio predominante de material de troca de ânions 14 com relação a membrana permeável a cátion 20 define um respectivo primeiro espaço entre o domínio 14 e a membrana 20, e a disposição do domínio predominante de material de troca de cátions 16 com relação a membrana permeável a ânion 18 define um relativo segundo espaço entre o domínio 16 e a membrana 18, sendo que ao menos uma porção do domínio do material de troca de íons misto 22 é disposta dentro de ao menos um entre os respectivos primeiro e segundo espaços. Por exemplo, o domínio 22 é contíguo com cada um dos domínios 14 e 16.

[0053] Com relação ao compartimento de concentração de íons 12 parcialmente delimitado por uma membrana permeável a íons, sendo que a membrana permeável a íons é uma entre a membrana permeável a ânion 18 e a membrana permeável a cátion 20, e também parcialmente delimitado por um elemento separador 24, por exemplo, e com referência as figuras 23 e 24, um primeiro domínio do material de troca iônica 14 ou 16 é disposto dentro do compartimento de concentração de íons 12, sendo que a disposição do primeiro domínio do material de troca iônica 14 ou 16 com relação ao elemento separador 24 define um respectivo espaço entre o primeiro domínio do material de troca iônica 14 ou 16 e o elemento separador 24, e um segundo domínio do material de troca iônica é disposto dentro do compartimento de concentração de íons 12, sendo que ao menos uma porção do segundo domínio do material de troca iônica também fica disposta dentro do respectivo espaço. A

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45/80 membrana permeável a íons 18 ou 20 inclui uma superfície lateral do compartimento de concentração de íons 26 ou 28 apresentando uma área superficial, e o primeiro domínio do material de troca iônica 14 ou 16 disposto dentro do compartimento de concentração de íons 12 é contíguo com a menos uma porção da superfície lateral do compartimento de concentração de íons 26 ou 28 da membrana permeável a íons 18 ou 20. A ao menos uma porção da superfície lateral do compartimento de concentração de íons 26 ou 28 da membrana permeável a íons 18 ou 20 define uma fração operacional da superfície lateral da superfície lateral do compartimento de concentração de íons 26 ou 28 da membrana permeável a íons 18 ou 20. A fração operacional da superfície lateral da superfície lateral do compartimento de concentração de íons 26 ou 28 da membrana permeável a íons 18 ou 20 define uma fração operacional da área da superfície lateral da superfície lateral do compartimento de concentração de íons 26 ou 28 da membrana permeável a íons 18 ou 20 a qual compreende ao menos 10% da área da superfície lateral do compartimento de concentração de íons da membrana permeável a íons 18 ou 20. Por exemplo, e com relação ao tamanho da fração operacional da área da superfície lateral superfície lateral do compartimento de concentração de íons 26 ou 28 da membrana permeável a íons 18 ou 20, a fração operacional da área da superfície lateral da superfície lateral do compartimento de concentração de íons 26 ou 28 da membrana permeável a íons 18 ou 20 compreende ao menos 50% da área da superfície lateral da do compartimento de concentração de íons da membrana permeável a íons 18 ou 20. Como um outro exemplo, e com relação ao tamanho relativo da fração operacional da área da superfície lateral da superfície lateral do compartimento de concentração de íons 26 ou 28 da membrana permeável a íons 18 ou 20, a fração operacional da área da superfície lateral da superfície lateral do compartimento de concentração de íons 26 ou 28 da membrana permeável a

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46/80 íons 18 ou 20 compreende substancialmente a totalidade da área da superfície lateral do compartimento de concentração de íons da membrana permeável a íons 18 ou 20. Por exemplo, e com referência as figuras 24 e 25, e com relação a disposição espacial da fração operacional da superfície lateral da superfície lateral do compartimento de concentração de íons 26 ou 28 da membrana permeável a íons 18 ou 20, a fração operacional da superfície lateral da superfície lateral do compartimento de concentração de íons 26 ou 28 da membrana permeável a íons 18 ou 20, em comparação com substancialmente quaisquer frações restantes da superfície lateral do compartimento de concentração de íons 26 ou 28 da membrana permeável a íons 18 ou 20, fica mais próxima da saída 367 de um compartimento de depleção de íons 36 disposto no lado oposto da membrana permeável a íons 18 ou 20. Com referência as figuras 22 e 24, quando a membrana permeável a íons 18 ou 20, apresentando ao menos uma porção da superfície lateral do compartimento de concentração de íons 26 ou 28 com a qual o primeiro domínio do material de troca iônica é contíguo, é uma membrana permeável a ânion 18, o primeiro domínio do material de troca iônica é um domínio predominante de material de troca de ânions 14. Com referência as figuras 23 e 25, quando a membrana permeável a íons 18 ou 20, apresentando a ao menos uma porção da superfície lateral do compartimento de concentração de íons 26 ou 28 com a qual o primeiro domínio do material de troca iônica é contíguo, é uma membrana permeável a cátion 20, o primeiro domínio do material de troca iônica é um domínio predominante de material de troca de cátions 16. Por exemplo, o segundo domínio do material de troca iônica é contíguo com o primeiro domínio do material de troca iônica. Como um outro exemplo, quando o elemento separador 24 é uma segunda membrana permeável a íons, sendo que o elemento separador 24 é a outra entre a membrana permeável a ânion 18 e a membrana permeável a cátion 20, o

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47/80 segundo domínio do material de troca iônica é contíguo com a outra entre a uma entre a membrana permeável a ânion 18 e a membrana permeável a cátion 20. Com referência as figuras 22 e 24, no caso em que o primeiro domínio do material de troca iônica é um domínio predominante de material de troca de ânions 14, o segundo domínio do material de troca iônica é um domínio predominante de material de troca não aniônica 161. Por exemplo, o domínio 161 inclui um domínio do material de troca de íons misto 22, ou o domínio 161 é um domínio do material de troca de íons misto 22 em sua totalidade. Como um outro exemplo, o domínio 141 inclui um domínio predominante de material de troca de cátions 16 ou o domínio 161 é um domínio predominante de material de troca de cátions 16 em sua totalidade. Com referência as figuras 23 e 25, e no caso em que o primeiro domínio do material de troca iônica é um domínio predominante de material de troca de cátions 16, o segundo domínio do material de troca iônica é um domínio predominante de material de troca não catiônica 141. Por exemplo, o domínio 141 inclui um domínio do material de troca de íons misto 22, ou o domínio 141 é um domínio do material de troca de íons misto 22 em sua totalidade. Como um outro exemplo, o domínio 141 inclui um domínio predominante de material de troca de ânions 14, ou o domínio 141 é um domínio predominante de material de troca de ânions 14 em sua totalidade. Por exemplo, e com relação ao elemento separador 24, o elemento separador 24 é substancialmente impermeável, tal como quando o elemento separador 24 é um eletrodo (figuras 26 a 29). Como um outro exemplo, e com relação ao elemento separador 24, o elemento separador 24 é uma segunda membrana permeável a íons, sendo que a segunda membrana permeável a íons é a outra entre a membrana permeável a ânion 18 e a membrana permeável a cátion 20 (veja as figuras de 30 a 35).

[0054] Com relação ao compartimento de concentração de íons

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48/80 parcialmente delimitado por uma membrana permeável a ânion 18 e também parcialmente delimitado por um elemento separador 24, e sendo que o elemento separador 24 é um eletrodo 25, por exemplo, e com referência a figura 26, um domínio predominante de material de troca de ânions 14 é disposto dentro do compartimento de concentração de íons 12, sendo que a disposição do domínio predominante de material de troca de ânions 14 em relação ao eletrodo 25 define um respectivo espaço entre o domínio 14 e o eletrodo 25. Um domínio do material de troca de íons misto 22 é disposto dentro do compartimento de concentração de íons, sendo que ao menos uma porção do domínio do material de troca de íons misto 22 é disposta dentro do respectivo espaço. A membrana permeável a ânion 18 inclui uma superfície lateral 26 do compartimento de concentração de íons definindo uma área da superfície, sendo que o domínio predominante de material de troca de ânions 14 disposto dentro do compartimento de concentração de íons 12 é contíguo com ao menos uma porção da superfície lateral 26 do compartimento de concentração de íons da membrana permeável a ânion 18. A ao menos uma porção da superfície lateral 26 do compartimento de concentração de íons da membrana permeável a ânion 18 define uma fração operacional da superfície lateral da superfície lateral 26 do compartimento de concentração de íons da membrana permeável a ânion 18. A fração operacional da superfície lateral da superfície lateral 26 do compartimento de concentração de íons da membrana permeável a ânion 18 define uma fração operacional da área da superfície lateral da superfície lateral 26 do compartimento de concentração de íons da membrana permeável a ânion 18 a qual compreende ao menos 10% da área superficial do compartimento de concentração de íons da membrana permeável a ânion 18. Por exemplo, e com relação ao tamanho relativo da fração operacional da área da superfície lateral da superfície lateral 26 do compartimento de concentração de íons da membrana permeável a ânion 18,

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49/80 a fração operacional da área da superfície lateral da superfície lateral 26 do compartimento de concentração de íons da membrana permeável a ânion 18 compreende ao menos cerca de 50% da área de superfície lateral da superfície lateral 26 do compartimento de concentração de íons da membrana permeável a ânion 18. Como um outro exemplo, e com relação ao tamanho relativo da fração operacional da área da superfície lateral da superfície lateral 26 do compartimento de concentração de íons da membrana permeável a ânion 18, a fração operacional da área da superfície lateral da superfície lateral 26 do compartimento de concentração de íons da membrana permeável a ânion 18 compreende substancialmente a totalidade da área da superfície lateral superfície lateral 26 do compartimento de concentração de íons da membrana permeável a ânion 18. Por exemplo, e com referência a figura 27, com relação a disposição espacial da fração operacional da superfície lateral da superfície lateral 26 do compartimento de concentração de íons da membrana permeável a ânion 18, a fração operacional da superfície lateral da superfície lateral 26 do compartimento de concentração de íons da membrana permeável a ânion 18, em comparação com substancialmente quaisquer frações restantes da superfície lateral 26 do compartimento de concentração de íons da membrana permeável a ânion 18, fica mais próxima da saída 367 de um compartimento de depleção de íons 36 disposto no lado oposto da membrana permeável a ânion 18. Por exemplo, o domínio 22 é contíguo com o domínio 14. Por exemplo, este pode ser o caso para o compartimento do ânodo 30, quando o eletrodo é um ânodo 32.

[0055] Com relação ao compartimento de concentração de íons parcialmente delimitado por uma membrana permeável a cátion 20 e também parcialmente delimitado por um elemento separador 24, e sendo que o elemento separador 24 é um eletrodo 25, por exemplo, e com referência a figura 28, um domínio predominante de material de troca de cátions 16 é

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50/80 disposto dentro do compartimento de concentração de íons 12, sendo que a disposição do domínio predominante de material de troca de cátions 16 com relação ao eletrodo 25 define um relativo espaço entre o domínio 16 e o eletrodo 25. Um domínio do material de troca de íons misto 22 é disposto dentro do compartimento de concentração de íons 12, sendo que ao menos uma porção do domínio do material de troca de íons misto 22 também fica disposta dentro do respectivo espaço. A membrana permeável a cátion 20 inclui uma superfície lateral 28 do compartimento de concentração de íons definido uma área superficial, e o domínio predominante de material de troca de cátions 16 disposto dentro do compartimento de concentração de íons 12 é contíguo com ao menos uma porção da superfície lateral 28 do compartimento de concentração de íons da membrana permeável a cátion 20. A ao menos uma porção da superfície lateral 28 do compartimento de concentração de íons da membrana permeável a cátion 20 define uma fração operacional da superfície lateral da superfície lateral 28 do compartimento de concentração de íons da membrana permeável a cátion 20. A fração operacional da superfície lateral da superfície lateral 28 do compartimento de concentração de íons da membrana permeável a cátion 20 define uma fração operacional da área da superfície lateral da superfície lateral 28 do compartimento de concentração de íons da membrana permeável a cátion 20 a qual compreende ao menos 10% da área da superfície lateral do compartimento de concentração de íons da membrana permeável a cátion 20. Por exemplo, e com relação ao tamanho relativo da fração operacional da área da superfície lateral da superfície lateral 28 do compartimento de concentração de íons da membrana permeável a cátion 20, a fração operacional da superfície lateral da superfície lateral 28 do compartimento de concentração de íons da membrana permeável a cátion 20 define uma fração operacional da área da superfície lateral da superfície lateral 28 do compartimento de concentração de íons da membrana permeável a

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51/80 cátion 20 a qual compreende ao menos 50% da área da superfície lateral do compartimento de concentração de íons da membrana permeável a cátion 20. Como um outro exemplo, e com relação ao tamanho relativo da fração operacional da área da superfície lateral da superfície lateral 28 do compartimento de concentração de íons da membrana permeável a cátion 20, a fração operacional da superfície lateral da superfície lateral 28 do compartimento de concentração de íons da membrana permeável a cátion 20 define uma fração operacional da área da superfície lateral da superfície lateral 28 do compartimento de concentração de íons da membrana permeável a cátion 20 a qual compreende substancialmente a totalidade da área da superfície lateral do compartimento de concentração de íons da membrana permeável a cátion 20. Por exemplo, e com referência a figura 29, e em relação a disposição espacial da fração operacional da superfície lateral da superfície lateral 28 do compartimento de concentração de íons da membrana permeável a cátion 20, a fração operacional da superfície lateral da superfície lateral 28 do compartimento de concentração de íons da membrana permeável a cátion 20, em comparação com substancialmente quaisquer frações restantes da superfície lateral 28 do compartimento de concentração de íons da membrana permeável a cátion 20, fica mais perto de uma saída 367 de um compartimento de depleção de íons 36 disposto no lado oposto da membrana permeável a cátion 20. Por exemplo, o domínio 22 é contíguo com o domínio

16. Por exemplo, isto pode ser o caso para o compartimento do cátodo 34, sendo que o eletrodo é um cátodo 35.

[0056] Com relação ao compartimento de concentração de íons parcialmente delimitado por uma membrana permeável a ânion 18 e também parcialmente delimitado por uma membrana permeável a cátion 20, por exemplo, e com referência as figuras 30 e 31, um primeiro domínio do material de troca iônica 14 ou 16 é disposto dentro do compartimento de

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52/80 concentração de íons 12 e é contíguo com ao menos uma porção de uma superfície lateral 26 ou 28 do compartimento de concentração de íons de uma entre a membrana permeável a ânion 18 e a membrana permeável a cátion 20. Um domínio do material de troca de íons misto 22 também é disposto dentro do compartimento de concentração de íons 12. A disposição do primeiro domínio do material de troca iônica 14 ou 16 com relação ao outro entre a membrana permeável a ânion 18 e a membrana permeável a cátion 20 define um respectivo espaço entre o primeiro domínio do material de troca iônica 14 ou 16 e a outra entre a membrana permeável a ânion 18 e a membrana permeável a cátion 20. Ao menos uma porção do domínio do material de troca de íons misto 22 é disposta dentro do respectivo espaço. Por exemplo, o domínio 22 é contíguo com o primeiro domínio do material de troca iônica 14 ou 16. A ao menos uma porção da superfície lateral 26 ou 28 do compartimento de concentração de íons define uma fração operacional da superfície lateral da superfície lateral 26 ou 28 do compartimento de concentração de íons da uma entre a membrana permeável a ânion 18 e a membrana permeável a cátion 20. A fração operacional da superfície lateral da superfície lateral 26 ou 28 do compartimento de concentração de íons da uma entre a membrana permeável a ânion 18 e a membrana permeável a cátion 20 define uma fração operacional da área da superfície lateral da superfície lateral 26 ou 28 do compartimento de concentração de íons da uma entre a membrana permeável a ânion 18 e a membrana permeável a cátion 20 a qual compreende ao menos 10% da área da superfície lateral do compartimento de concentração de íons da uma entre a membrana permeável a ânion 18 e a membrana permeável a cátion 20. Por exemplo, e com relação ao tamanho relativo da fração operacional da área da superfície lateral da superfície lateral 26 ou 28 do compartimento de concentração de íons da uma entre a membrana permeável a ânion 18 e a membrana permeável a cátion 20, a

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53/80 fração operacional da área da superfície lateral da superfície lateral 26 ou 28 do compartimento de concentração de íons da uma entre a membrana permeável a ânion 18 e a membrana permeável a cátion 20 compreende ao menos 50% da área da superfície lateral do compartimento de concentração de íons da uma entre a membrana permeável a ânion 18 e a membrana permeável a cátion 20. Como um outro exemplo, e com relação ao tamanho relativo da fração operacional da área da superfície lateral da superfície lateral 26 ou 28 do compartimento de concentração de íons da uma entre a membrana permeável a ânion 18 e a membrana permeável a cátion 20, a fração operacional da área da superfície lateral da superfície lateral 26 ou 28 do compartimento de concentração de íons da uma entre a membrana permeável a ânion 18 e a membrana permeável a cátion 20 compreende substancialmente a totalidade da área da superfície lateral do compartimento de concentração de íons da uma entre a membrana permeável a ânion 18 e a membrana permeável a cátion 20. Por exemplo, e com referência as figuras 32 e 33, com relação a disposição espacial da fração operacional da superfície lateral da superfície lateral 26 ou 28 do compartimento de concentração de íons da uma entre a membrana permeável a ânion 18 e a membrana permeável a cátion 20, a fração operacional da superfície lateral da superfície lateral 26 ou 28 do compartimento de concentração de íons da uma entre a membrana permeável a ânion 18 e a membrana permeável a cátion 20, em comparação com substancialmente quaisquer frações da superfície lateral 26 ou 28 do compartimento de concentração de íons da uma entre a membrana permeável a ânion 18 e a membrana permeável a cátion 20, fica mais próxima de uma saída 367 de uma compartimento de depleção de íons 36 disposta no lado oposto da uma entre a membrana permeável a ânion 18 e a membrana permeável a cátion 20. Com referência as figuras 30 e 32, na qual a uma entre a membrana permeável a ânion 18 e a membrana permeável a cátion 20,

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54/80 apresentando ao menos uma porção da superfície lateral 26 ou 28 do compartimento de concentração de íons com a qual o primeiro domínio do material de troca iônica é disposto de forma contígua, é uma membrana permeável a ânion 18, o primeiro domínio do material de troca iônica é um domínio predominante de material de troca de ânions 14. Com referência as figuras 31 e 33, nas quais a uma entre a membrana permeável a ânion 18 e a membrana permeável a cátion 20, apresentando ao menos uma porção da superfície lateral 26 ou 28 do compartimento de concentração de íons com a qual o primeiro domínio do material de troca iônica é disposto de forma contígua, é uma membrana permeável a cátion 20, o primeiro domínio do material de troca iônica é um domínio predominante de material de troca de cátions 16.

[0057] Com relação ao compartimento de concentração de íons 12 parcialmente delimitado por uma membrana permeável a ânion 18 e também parcialmente delimitado por uma membrana permeável a cátion 20, por exemplo, e com referência a figura 34, um domínio predominante de material de troca de ânions 14 é disposto dentro da compartimento de concentração de íons 12, um domínio predominante de material de troca de cátions 16 é disposto dentro do compartimento de concentração de íons 12 e um domínio do material de troca de íons misto 22 é disposto dentro do compartimento de concentração de íons 12. O domínio predominante de material de troca de ânions 14 é contíguo com ao menos uma porção da superfície lateral 26 do compartimento de concentração de íons da membrana permeável a ânion 18. A disposição do domínio predominante de material de troca de ânions 14 com relação a membrana permeável a cátion 20 define um respectivo primeiro espaço entre o domínio 14 e a membrana permeável a cátion 20. A ao menos uma porção da superfície lateral 26 da membrana permeável a ânion 18 define uma fração operacional da superfície lateral da

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55/80 superfície lateral 26 do compartimento de concentração de íons da membrana permeável a ânion 18. A fração operacional da superfície lateral da superfície lateral 26 do compartimento de concentração de íons da membrana permeável a ânion 18 define uma fração operacional da área da superfície lateral da superfície lateral 26 do compartimento de concentração de íons da membrana permeável a ânion 18 a qual corresponde a ao menos 10% da área da superfície lateral do compartimento de concentração de íons da membrana permeável a ânion 18. Por exemplo, e com relação a tamanho relativo da fração operacional da área da superfície lateral da superfície lateral 26 do compartimento de concentração de íons da membrana permeável a ânion 18, a fração operacional da área da superfície lateral da superfície lateral 26 do compartimento de concentração de íons da membrana permeável a ânion 18 compreende ao menos 50% da área da superfície lateral do compartimento de concentração de íons da membrana permeável a ânion 18. Como um outro exemplo, e com relação a tamanho relativo da fração operacional da área da superfície lateral da superfície lateral 26 do compartimento de concentração de íons da membrana permeável a ânion 18, a fração operacional da área da superfície lateral da superfície lateral 26 do compartimento de concentração de íons da membrana permeável a ânion 18 compreende substancialmente a totalidade da área da superfície lateral do compartimento de concentração de íons da membrana permeável a ânion 18. O domínio predominante de material de troca de cátions 16 é contíguo com ao menos uma porção da superfície lateral 28 do compartimento de concentração de íons da membrana permeável a cátion 20. A disposição do domínio predominante de material de troca de cátions 16 com relação a membrana permeável a ânion 18 define um segundo espaço relativo entre o domínio 16 e a membrana permeável a ânion 18. A ao menos uma porção da superfície lateral 28 da membrana permeável a cátion 20 define uma fração operacional da superfície lateral da superfície lateral 28

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56/80 do compartimento de concentração de íons da membrana permeável a cátion 20. A fração operacional da superfície lateral da superfície lateral 28 do compartimento de concentração de íons da membrana permeável a cátion 20 define uma fração operacional da área da superfície lateral da superfície lateral 28 do compartimento de concentração de íons da membrana permeável a cátion 20 a qual compreende ao menos 10% da superfície lateral do compartimento de concentração de íons da membrana permeável a cátion 20. Por exemplo, e com relação a tamanho relativo da fração operacional da área da superfície lateral da superfície lateral 28 do compartimento de concentração de íons da membrana permeável a cátion 20, a fração operacional da área da superfície lateral da superfície lateral 28 do compartimento de concentração de íons da membrana permeável a cátion 20 compreende ao menos 50% da área da superfície lateral do compartimento de concentração de íons da membrana permeável a cátion 20. Como um outro exemplo, e com relação a tamanho relativo da fração operacional da área da superfície lateral da superfície lateral 28 do compartimento de concentração de íons da membrana permeável a cátion 20, a fração operacional da área da superfície lateral da superfície lateral 28 do compartimento de concentração de íons da membrana permeável a cátion 20 compreende substancialmente a totalidade da área da superfície lateral do compartimento de concentração de íons da membrana permeável a cátion 20. Por exemplo, e com referência a figura 35, e com relação a disposição espacial da fração operacional da superfície lateral da superfície lateral 26 do compartimento de concentração de íons da membrana permeável a ânion 18, a fração operacional da superfície lateral da superfície lateral 26 do compartimento de concentração de íons da membrana permeável a ânion 18, em comparação com substancialmente quaisquer frações restantes da superfície lateral 26 do compartimento de concentração de íons da membrana permeável a ânion 18, fica mais próxima de uma saída 367 de um

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57/80 compartimento de depleção de íons 36 disposto no lado oposto de uma membrana permeável a ânion 18. Por exemplo, e com respeito a disposição espacial da fração operacional da superfície lateral da superfície lateral 28 do compartimento de concentração de íons da membrana permeável a cátion 20, a fração operacional da superfície lateral da superfície lateral 28 do compartimento de concentração de íons da membrana permeável a cátion 20, em comparação com quaisquer frações substancialmente restantes da superfície lateral 28 do compartimento de concentração de íons da membrana permeável a cátion 20, fica mais próxima da saída 367 de uma compartimento de depleção de íons 36 disposta no lado posto da membrana permeável a cátion 20. Ao menos uma porção do domínio do material de troca de íons misto 22 fica disposta dentro de ao menos um entre os respectivos primeiro e segundo espaços. Por exemplo, o domínio 22 é contíguo com cada uma dos domínios 14 e 16.

(C) Terceira Forma De Realização De Um Dispositivo EDI Apresentando Um

Compartimento De Concentração De Íons Contendo Um Material De Troca

Iônica [0058] Com referência as figuras 36 e 37, e em outra forma de realização, é previsto um dispositivo de desionização elétrica 10 incluindo um compartimento de concentração de íons 12 o qual é parcialmente delimitado por uma membrana permeável a ânion 18 e também parcialmente delimitado por uma membrana permeável a cátion 20. A membrana permeável a ânion 18 inclui uma superfície lateral 26 do compartimento de concentração de íons a qual define uma área superficial, e a membrana permeável a cátion 20 inclui uma superfície lateral 28 do compartimento de concentração de íons a qual define uma área superficial. Um primeiro domínio do material de troca iônica é disposto dentro do compartimento de concentração de íons 12, sendo que o primeiro domínio do material de troca iônica é contíguo com a menos uma

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58/80 porção da porção da superfície lateral 26 ou 28 do compartimento de concentração de íons da uma entre a membrana permeável a ânion 18 e a membrana permeável a cátion 20. A ao menos uma porção da superfície lateral 26 ou 28 da membrana permeável a ânion 18 e da membrana permeável a cátion 20 define uma fração operacional da superfície lateral da porção da superfície lateral 26 ou 28 do compartimento de concentração de íons da uma entre a membrana permeável a ânion 18 e a membrana permeável a cátion 20. A fração operacional da superfície lateral da porção da superfície lateral 26 ou 28 do compartimento de concentração de íons da uma entre a membrana permeável a ânion 18 e a membrana permeável a cátion 20 define uma fração operacional da área da superfície lateral da porção da superfície lateral 26 ou 28 do compartimento de concentração de íons de uma entre a membrana permeável a ânion 18 e a membrana permeável a cátion 20 a qual compreende ao menos 10% da área da superfície lateral do compartimento de concentração de íons da membrana permeável a íons 18 ou 20. Por exemplo, e com relação ao tamanho da fração operacional da área da superfície lateral superfície lateral do compartimento de concentração de íons 26 ou 28 da membrana permeável a íons 18 ou 20, a fração operacional da área da superfície lateral da superfície lateral do compartimento de concentração de íons 26 ou 28 da membrana permeável a íons 18 ou 20 compreende ao menos 50% da área da superfície lateral da do compartimento de concentração de íons da membrana permeável a íons 18 ou 20. Como um outro exemplo, e com relação ao tamanho relativo da fração operacional da área da superfície lateral da superfície lateral do compartimento de concentração de íons 26 ou 28 da membrana permeável a íons 18 ou 20, a fração operacional da área da superfície lateral da superfície lateral do compartimento de concentração de íons 26 ou 28 da membrana permeável a íons 18 ou 20 compreende substancialmente a totalidade da área da superfície

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59/80 lateral do compartimento de concentração de íons da membrana permeável a íons 18 ou 20. A fração operacional da superfície lateral da porção da superfície lateral 26 ou 28 do compartimento de concentração de íons de uma entre a membrana permeável a ânion 18 e a membrana permeável a cátion 20, em comparação com substancialmente quaisquer frações restantes da porção da superfície lateral 26 ou 28 do compartimento de concentração de íons de uma entre a membrana permeável a ânion 18 e a membrana permeável a cátion 20, fica mais próxima de uma saída 367 de um compartimento de depleção de íons 36 disposto no lado oposto de uma entre a membrana permeável a ânion 18 e a membrana permeável a cátion 20. O primeiro domínio do material de troca iônica também fica distanciado da ao menos uma porção da porção da superfície lateral 26 ou 28 do compartimento de concentração de íons da outra entre a membrana permeável a ânion 18 e a membrana permeável a cátion 20. A ao menos uma porção da porção da superfície lateral 26 ou 28 do compartimento de concentração de íons da outra entre a membrana permeável a ânion 18 e a membrana permeável a cátion 20 define uma fração operacional da superfície lateral da porção da superfície lateral 26 ou 28 do compartimento de concentração de íons da outra entre a membrana permeável a ânion 18 e a membrana permeável a cátion 20. A fração operacional da superfície lateral da porção da superfície lateral 26 ou 28 do compartimento de concentração de íons da outra entre a membrana permeável a ânion 18 e a membrana permeável a cátion 20 define uma fração operacional da área da superfície lateral da porção da superfície lateral 26 ou 28 do compartimento de concentração de íons da outra entre a membrana permeável a ânion 18 e a membrana permeável a cátion 20 a qual compreende ao menos 10% da área da superfície lateral do compartimento de concentração de íons da membrana permeável a íons 18 ou 20. Por exemplo, e com relação ao tamanho da fração operacional da área da superfície lateral

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60/80 superfície lateral do compartimento de concentração de íons 26 ou 28 da membrana permeável a íons 18 ou 20, a fração operacional da área da superfície lateral da superfície lateral do compartimento de concentração de íons 26 ou 28 da membrana permeável a íons 18 ou 20 compreende ao menos 50% da área da superfície lateral da do compartimento de concentração de íons da membrana permeável a íons 18 ou 20. Como um outro exemplo, e com relação ao tamanho relativo da fração operacional da área da superfície lateral da superfície lateral do compartimento de concentração de íons 26 ou 28 da membrana permeável a íons 18 ou 20, a fração operacional da área da superfície lateral da superfície lateral do compartimento de concentração de íons 26 ou 28 da membrana permeável a íons 18 ou 20 compreende substancialmente a totalidade da área da superfície lateral do compartimento de concentração de íons da membrana permeável a íons 18 ou 20. A fração operacional da superfície lateral da porção da superfície lateral 26 ou 28 do compartimento de concentração de íons de uma entre a membrana permeável a ânion 18 e a membrana permeável a cátion 20, em comparação com substancialmente quaisquer frações restantes da porção da superfície lateral 26 ou 28 do compartimento de concentração de íons de uma entre a membrana permeável a ânion 18 e a membrana permeável a cátion 20, fica mais próxima de uma saída 367 de um compartimento de depleção de íons 36 disposto no lado oposto de uma entre a membrana permeável a ânion 18 e a membrana permeável a cátion 20.

[0059] Com referência a figura 36, e no caso em que a uma entre a membrana permeável a ânion 18 e a membrana permeável a cátion 20, apresentando ao menos uma porção da superfície lateral do compartimento de concentração de íons com a qual o primeiro domínio do material de troca iônica é contíguo, e a membrana permeável a ânion 18, o primeiro domínio do material de troca iônica é um domínio predominante de material de troca de

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61/80 ânions 14. O primeiro domínio do material de troca iônica (isto é, a domínio predominante de material de troca de ânions 14) é contíguo com ao menos uma porção da superfície lateral 26 do compartimento de concentração de íons da membrana permeável a ânion 18. A ao menos uma porção da superfície lateral 26 do compartimento de concentração de íons da membrana permeável a ânion 18 define uma primeira fração operacional da superfície lateral da superfície lateral 26 do compartimento de concentração de íons da membrana permeável a ânion 18. O primeiro domínio do material de troca iônica da superfície lateral 26 do compartimento de concentração de íons da membrana permeável a ânion 18 define ao menos uma fração operacional da área da superfície lateral da superfície lateral 26 do compartimento de concentração de íons da membrana permeável a ânion 18 a qual compreende ao menos 10% da área da superfície lateral do compartimento de concentração de íons da membrana permeável a ânion 18. Por exemplo, e com relação ao tamanho relativo da primeira fração operacional da área da superfície lateral da superfície lateral 26 do compartimento de concentração de íons da membrana permeável a ânion 18, a primeira fração operacional da área da superfície lateral da superfície lateral 26 do compartimento de concentração de íons da membrana permeável a ânion 18 compreende ao menos 50% da área da superfície lateral do compartimento de concentração de íons da membrana permeável a ânion 18. Como um outro exemplo, e com relação ao tamanho relativo da primeira fração operacional da área da superfície lateral da superfície lateral 26 do compartimento de concentração de íons da membrana permeável a ânion 18, a primeira fração operacional da área da superfície lateral da superfície lateral 26 do compartimento de concentração de íons da membrana permeável a ânion 18 compreende substancialmente a totalidade da área da superfície lateral do compartimento de concentração de íons da membrana permeável a ânion 18. A primeira fração operacional da superfície

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62/80 lateral da superfície lateral 26 do compartimento de concentração de íons da membrana permeável a ânion 18, em comparação com substancialmente quaisquer frações restantes da superfície lateral 26 do compartimento de concentração de íons da membrana permeável a ânion 18, fica mais próxima de uma saída 367 de um compartimento de depleção de íons 36 disposta no lado oposto da membrana permeável a ânion 18. O primeiro domínio do material de troca iônica (isto é, a domínio predominante de material de troca de ânions 14) também fica afastada da ao menos uma porção da superfície lateral 28 do compartimento de concentração de íons da membrana permeável a cátion 20. A ao menos uma porção da superfície lateral 28 do compartimento de concentração de íons da membrana permeável a cátion 20 define uma primeira fração operacional da superfície lateral da superfície lateral 28 do compartimento de concentração de íons da membrana permeável a cátion 20. A primeira fração operacional da superfície lateral da superfície lateral 28 do compartimento de concentração de íons da membrana permeável a cátion 20 define uma primeira fração operacional da área da superfície lateral da superfície lateral 28 do compartimento de concentração de íons da membrana permeável a cátion 20 a qual compreende ao menos 10% da área da superfície lateral do compartimento de concentração de íons da superfície lateral 28 do compartimento de concentração de íons da membrana permeável a cátion 20. Por exemplo, e com relação a tamanho relativo da fração operacional da área da superfície lateral da superfície lateral 28 do compartimento de concentração de íons da membrana permeável a cátion 20, a primeira fração operacional da área da superfície lateral da superfície lateral 28 do compartimento de concentração de íons da membrana permeável a cátion 20 compreende cerca de 50% da área da superfície lateral do compartimento de concentração de íons da membrana permeável a cátion 20. Como um outro exemplo, e com relação a tamanho relativo da fração

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63/80 operacional da área da superfície lateral da superfície lateral 28 do compartimento de concentração de íons da membrana permeável a cátion 20, a primeira fração operacional da área da superfície lateral da superfície lateral 28 do compartimento de concentração de íons da membrana permeável a cátion 20 compreende substancialmente a totalidade da área da superfície lateral do compartimento de concentração de íons da membrana permeável a cátion 20. A primeira fração operacional da superfície lateral da superfície lateral 28 do compartimento de concentração de íons da membrana permeável a cátion 20, em comparação com substancialmente quaisquer frações restantes da superfície lateral 28 do compartimento de concentração de íons da membrana permeável a cátion 20, fica mais próxima de uma saída 367 de um compartimento de depleção de íons 36 disposta em um lado oposto da membrana permeável a cátion 20.

[0060] Com referência a figura 37, e no caso em que a uma entre a membrana permeável a ânion 18 e a membrana permeável a cátion 20, apresentando ao menos uma porção da superfície lateral do compartimento de concentração de íons com a qual o primeiro domínio do material de troca iônica é contíguo, e a membrana permeável a cátion 20, o primeiro domínio do material de troca iônica é um domínio predominante de material de troca de cátions 16. O primeiro domínio do material de troca iônica (isto é, a domínio predominante de material de troca de cátions 16) é contíguo com ao menos uma porção da superfície lateral 28 do compartimento de concentração de íons da membrana permeável a cátion 20. A ao menos uma porção da superfície lateral 28 do compartimento de concentração de íons da membrana permeável a cátion 20 define uma segunda fração operacional da superfície lateral da superfície lateral 28 do compartimento de concentração de íons da membrana permeável a cátion 20. O segundo domínio do material de troca iônica da superfície lateral 28 do compartimento de concentração de íons da membrana

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64/80 permeável a cátion 20 define ao menos uma fração operacional da área da superfície lateral da superfície lateral 28 do compartimento de concentração de íons da membrana permeável a cátion 20 a qual compreende ao menos 10% da área da superfície lateral do compartimento de concentração de íons da membrana permeável a cátion 20. Por exemplo, e com relação ao tamanho relativo da primeira fração operacional da área da superfície lateral da superfície lateral 28 do compartimento de concentração de íons da membrana permeável a cátion 20, a segunda fração operacional da área da superfície lateral da superfície lateral 28 do compartimento de concentração de íons da membrana permeável a cátion 20 compreende ao menos 50% da área da superfície lateral do compartimento de concentração de íons da membrana permeável a cátion 20. Como um outro exemplo, e com relação ao tamanho relativo da segunda fração operacional da área da superfície lateral da superfície lateral 28 do compartimento de concentração de íons da membrana permeável a cátion 20, a segunda fração operacional da área da superfície lateral da superfície lateral 28 do compartimento de concentração de íons da membrana permeável a cátion 20 compreende substancialmente a totalidade da área da superfície lateral do compartimento de concentração de íons da membrana permeável a cátion 20. A segunda fração operacional da superfície lateral da superfície lateral 28 do compartimento de concentração de íons da membrana permeável a cátion 20, em comparação com substancialmente quaisquer frações restantes da superfície lateral 28 do compartimento de concentração de íons da membrana permeável a cátion 20, fica mais próxima de uma saída 367 de um compartimento de depleção de íons 36 disposta no lado oposto da membrana permeável a cátion 20. O segundo domínio do material de troca iônica (isto é, a domínio predominante de material de troca de cátions 16) também fica afastada da ao menos uma porção da superfície lateral 26 do compartimento de concentração de íons da membrana permeável

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65/80 a ânion 18. A ao menos uma porção da superfície lateral 26 do compartimento de concentração de íons da membrana permeável a ânion 18 define uma segunda fração operacional da superfície lateral da superfície lateral 26 do compartimento de concentração de íons da membrana permeável a ânion 18. A segunda fração operacional da superfície lateral da superfície lateral 26 do compartimento de concentração de íons da membrana permeável a ânion 18 define uma segunda fração operacional da área da superfície lateral da superfície lateral 26 do compartimento de concentração de íons da membrana permeável a ânion 18 a qual compreende ao menos 10% da área da superfície lateral do compartimento de concentração de íons da superfície lateral 26 do compartimento de concentração de íons da membrana permeável a ânion 18. Por exemplo, e com relação a tamanho relativo da fração operacional da área da superfície lateral da superfície lateral 26 do compartimento de concentração de íons da membrana permeável a ânion 18, a segunda fração operacional da área da superfície lateral da superfície lateral 26 do compartimento de concentração de íons da membrana permeável a ânion 18 compreende cerca de 50% da área da superfície lateral do compartimento de concentração de íons da membrana permeável a ânion 18. Como um outro exemplo, e com relação a tamanho relativo da fração operacional da área da superfície lateral da superfície lateral 26 do compartimento de concentração de íons da membrana permeável a ânion 18, a segunda fração operacional da área da superfície lateral da superfície lateral 26 do compartimento de concentração de íons da membrana permeável a ânion 18 compreende substancialmente a totalidade da área da superfície lateral do compartimento de concentração de íons da membrana permeável a ânion 18. A segunda fração operacional da superfície lateral da superfície lateral 26 do compartimento de concentração de íons da membrana permeável a ânion 18, em comparação com substancialmente quaisquer frações restantes da superfície lateral 26 do

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66/80 compartimento de concentração de íons da membrana permeável a ânion 18, fica mais próxima de uma saída 367 de um compartimento de depleção de íons 36 disposta em um lado oposto da membrana permeável a ânion 18.

[0061] Nesta forma de realização, o primeiro domínio do material de troca iônica 14 ou 16 não precisa ficas afastado da superfície lateral do compartimento de concentração de íons da outra entre a membrana permeável a ânion 18 e a membrana permeável a cátion 20. Neste aspecto, por exemplo, e com referência a figura 43, um compartimento de concentração de íons 12 é previsto e é parcialmente delimitado por uma membrana permeável a ânion 18 e também é parcialmente delimitado por uma membrana permeável a cátion 20. O primeiro domínio do material de troca iônica é um domínio predominante de material de troca de cátions 16 disposto dentro do compartimento de concentração de íons 12. O domínio predominante de material de troca de cátions 16 é contíguo com uma fração operacional da superfície lateral 28a da superfície lateral 28 do compartimento de concentração de íons da membrana permeável a cátion 20, sendo que a fração operacional da superfície lateral da superfície lateral 28 do compartimento de concentração de íons define uma fração operacional da área da superfície lateral da superfície lateral 28 do compartimento de concentração de íons da membrana permeável a cátion 20 a qual compreende ao menos 10% da área da superfície lateral do compartimento de concentração de íons da membrana permeável a cátion 20. A fração operacional da superfície lateral da superfície lateral 28 do compartimento de concentração de íons da membrana permeável a cátion 20, em comparação com substancialmente quaisquer frações restantes da superfície lateral 28 do compartimento de concentração de íons da membrana permeável a cátion 20, fica mais próxima de uma saída 367 de um compartimento de depleção de íons 36 disposto na lado oposta da membrana permeável a cátion 20. O domínio predominante de material de troca de

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67/80 cátions 16 também é separado da ao menos uma porção 26a da superfície lateral 26 do compartimento de concentração de íons da membrana permeável a ânion 18, sendo que a ao menos uma porção define uma fração operacional da superfície lateral da superfície lateral do compartimento de concentração de íons da membrana permeável a ânion 18. A fração operacional da superfície lateral da superfície lateral 26 do compartimento de concentração de íons da membrana permeável a ânion 18 define uma fração operacional da área da superfície lateral da superfície lateral 26 do compartimento de concentração de íons da membrana permeável a ânion 18 a qual compreende ao menos 10% da superfície lateral do compartimento de concentração de íons da superfície lateral 26 do compartimento de concentração de íons da membrana permeável a ânion 18. A fração operacional da superfície lateral da superfície lateral 26 do compartimento de concentração de íons da membrana permeável a ânion 18, em comparação substancialmente com quaisquer frações restantes da superfície lateral 26 do compartimento de concentração de íons da membrana permeável a ânion 18, fica mais próxima de uma saída 367 de um compartimento de depleção de íons 36 disposta no lado posto da membrana permeável a ânion 18. Destaque-se, o domínio predominante de material de troca de cátions 16 também é contíguo com a porção 26a da superfície lateral 26 do compartimento de concentração de íons da membrana permeável a ânion 18 a qual é relativamente distante da saída 367 de um compartimento de depleção de íons 36 disposto no lado oposto da membrana permeável a ânion

18.

[0062] Por exemplo, o dispositivo de desionização elétrica ainda compreende um segundo domínio do material de troca iônica disposto dentro do compartimento de concentração de íons 12. O segundo domínio do material de troca iônica é contíguo com ao menos uma porção da superfície lateral do compartimento de concentração de íons da outra entra a membrana permeável

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68/80 a ânion 18 e a membrana permeável a cátion 20 (isto é, a porção a partir da qual o primeiro domínio do material de troca iônica fica distanciado). Por exemplo, o segundo domínio do material de troca iônica também é contíguo com o primeiro domínio do material de troca iônica.

[0063] No caso em que o primeiro domínio do material de troca iônica é um domínio predominante de material de troca de ânions 14 (veja a figura 36), o segundo domínio do material de troca iônica é um domínio predominante de material de troca não aniônica 161. Por exemplo, o segundo domínio do material de troca iônica inclui um domínio do material de troca de íons misto 22, ou o segundo domínio do material de troca iônica é um domínio do material de troca de íons misto 22 em sua totalidade. Como um outro exemplo, o segundo domínio do material de troca iônica inclui um domínio predominante de material de troca de cátions 16, ou o segundo domínio do material de troca iônica é um domínio predominante de material de troca de cátions 16 em sua totalidade.

[0064] No caso em que o primeiro domínio do material de troca iônica é um domínio predominante de material de troca de cátions 16 (veja a figura 37), o segundo domínio do material de troca iônica é um domínio predominante de material de troca não catiônica 141. Por exemplo, o segundo domínio do material de troca iônica inclui um domínio do material de troca de íons misto 22, ou o segundo domínio do material de troca iônica é um domínio do material de troca de íons misto 22 em sua totalidade. Como um outro exemplo, o segundo domínio do material de troca iônica inclui um domínio predominante de material de troca de ânions 14, ou o segundo domínio do material de troca iônica é um domínio predominante de material de troca de ânions 14 em sua totalidade.

[0065] Por exemplo, e com referência as figuras 38 e 39, um domínio do material de troca de íons misto 22 é ainda disposto dentro do

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69/80 compartimento de concentração de íons 12. A disposição do primeiro domínio do material de troca iônica 14 ou 16 com relação ao respectivo outro entre a membrana permeável a ânion 18 e a x2 define um respectivo espaço entre o primeiro domínio do material de troca iônica 14 ou 16 e a respectiva outra uma entre as membranas 18 ou 20. Ao menos uma porção do domínio do material de troca de íons misto 22 é disposta dentro do respectivo espaço. Por exemplo, o domínio 22 é contíguo com o primeiro domínio do material de troca iônica 14 ou 16.

[0066] Como um outro exemplo, e com referência a figura 40, é previsto um dispositivo de desionização elétrica 10 incluindo um compartimento de concentração de íons 12 o qual é parcialmente delimitado por uma membrana permeável a ânion 18 e também parcialmente delimitado por uma membrana permeável a cátion 20. A membrana permeável a ânion 18 inclui uma superfície lateral 26 do compartimento de concentração de íons a qual define uma área superficial, e a membrana permeável a cátion 20 inclui uma superfície lateral 28 do compartimento de concentração de íons a qual define uma área superficial. Um domínio predominante de material de troca de ânions 14 é disposto dentro do compartimento de concentração de íons 12 e é contíguo com ao menos uma porção da superfície lateral do compartimento de concentração de íons da membrana permeável a ânion 18. A ao menos uma porção da superfície lateral do compartimento de concentração de íons da membrana permeável a ânion 18 define uma fração operacional da superfície lateral da superfície lateral 26 do compartimento de concentração de íons da membrana permeável a ânion 18. A fração operacional da superfície lateral da superfície lateral 26 do compartimento de concentração de íons da membrana permeável a ânion 18 define uma fração operacional da área da superfície lateral da superfície lateral 26 do compartimento de concentração de íons da membrana permeável a ânion 18 a qual compreende ao menos 10% da

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70/80 superfície lateral do compartimento de concentração de íons da superfície lateral 26 do compartimento de concentração de íons da membrana permeável a ânion 18. Por exemplo, e com relação ao tamanho relativo da fração operacional da área da superfície lateral da superfície lateral 26 do compartimento de concentração de íons da membrana permeável a ânion 18, a fração operacional da área da superfície lateral da superfície lateral 26 do compartimento de concentração de íons da membrana permeável a ânion 18 compreende pelo menos 50% da superfície lateral do compartimento de concentração de íons da membrana permeável a ânion 18. Como um outro exemplo, e com relação ao tamanho relativo da fração operacional da área da superfície lateral da superfície lateral 26 do compartimento de concentração de íons da membrana permeável a ânion 18, a fração operacional da área da superfície lateral da superfície lateral 26 do compartimento de concentração de íons da membrana permeável a ânion 18 é substancialmente a totalidade da superfície lateral do compartimento de concentração de íons da membrana permeável a ânion 18. A fração operacional da superfície lateral da superfície lateral 26 do compartimento de concentração de íons da membrana permeável a ânion 18, em comparação com substancialmente quaisquer frações restantes da superfície lateral 26 do compartimento de concentração de íons da membrana permeável a ânion 18, fica mais próxima de uma saída 367 de um compartimento de depleção de íons 36 disposto em um lado oposto da membrana permeável a ânion 18. Um domínio predominante de material de troca de cátions 16 também fica disposto dentro do compartimento de concentração de íons 12 e é contíguo com ao menos uma porção da superfície lateral 28 do compartimento de concentração de íons da membrana permeável a cátion 20.

[0067] Uma fração operacional da superfície lateral da superfície lateral 28 do compartimento de concentração de íons da membrana permeável

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71/80 a cátion 20 define uma fração operacional da área da superfície lateral da superfície lateral 28 do compartimento de concentração de íons da membrana permeável a cátion 20 a qual compreende ao menos 10% da superfície lateral do compartimento de concentração de íons da superfície lateral 28 do compartimento de concentração de íons da membrana permeável a cátion 20. Por exemplo, e com relação ao tamanho relativo da fração operacional da área da superfície lateral da superfície lateral 28 do compartimento de concentração de íons da membrana permeável a cátion 20, a fração operacional da área da superfície lateral da superfície lateral 28 do compartimento de concentração de íons da membrana permeável a cátion 20 compreende pelo menos 50% da superfície lateral do compartimento de concentração de íons da membrana permeável a cátion 20. Como um outro exemplo, e com relação ao tamanho relativo da fração operacional da área da superfície lateral da superfície lateral 28 do compartimento de concentração de íons da membrana permeável a cátion 20, a fração operacional da área da superfície lateral da superfície lateral 28 do compartimento de concentração de íons da membrana permeável a cátion 20 é substancialmente a totalidade da superfície lateral do compartimento de concentração de íons da membrana permeável a cátion 20. A fração operacional da superfície lateral da superfície lateral 28 do compartimento de concentração de íons da membrana permeável a cátion 20, em comparação com substancialmente quaisquer frações restantes da superfície lateral 28 do compartimento de concentração de íons da membrana permeável a cátion 20, fica mais próxima de uma saída 367 de um compartimento de depleção de íons 36 disposto em um lado oposto da membrana permeável a cátion 20. Por exemplo, o domínio 14 é contíguo com o domínio 16.

[0068] Por exemplo, e como uma variação da forma de realização da figura 40, e com referência a figura 41, um domínio do material de troca de

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72/80 íons misto 22 é disposto dentro do compartimento de concentração de íons 12. A disposição do domínio predominante de material de troca de ânions 14 com relação a membrana permeável a cátion 20 define um respectivo primeiro espaço entre o domínio 14 e a membrana permeável a cátion 20. A disposição do domínio predominante de material de troca de cátions 16 com relação a membrana permeável a ânion 18 define um respectivo segundo espaço entre o domínio 16 e a membrana permeável a ânion 18. Ao menos uma porção do domínio do material de troca de íons misto 22 é disposta dentro de ao menos uma entre os respectivos primeiro e segundo espaços. Por exemplo, um domínio do material de troca de íons misto 22 é contíguo com cada um dos domínios 14 e 16.

[0069] Por exemplo, e com referência a figura 42, é previsto um dispositivo de desionização elétrica 10 incluindo um compartimento de concentração de íons 12 o qual é parcialmente delimitado por uma membrana permeável a ânion 18 e também parcialmente delimitado por uma membrana permeável a cátion 20. A membrana permeável a ânion 18 inclui uma superfície lateral 26 do compartimento de concentração de íons a qual define uma área superficial, e a membrana permeável a cátion 20 inclui uma superfície lateral 28 do compartimento de concentração de íons a qual define uma área superficial. Um domínio predominante de material de troca de ânions 14 é disposto dentro do compartimento de concentração de íons 12 e é contíguo com substancialmente a totalidade da área da superfície lateral do compartimento de concentração de íons da membrana permeável a ânion 18. Como um incidente necessário, a superfície lateral 26 do compartimento de concentração de íons da membrana permeável a ânion 18 com a qual o domínio 14 é contíguo, em comparação com substancialmente quaisquer frações restantes da superfície lateral 26 do compartimento de concentração de íons da membrana permeável a ânion 18, fica mais próxima de uma saída

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367 de um compartimento de depleção de íons 36 disposto de um alado oposto da membrana permeável a ânion 18. Um domínio predominante de material de troca de cátions 16 é disposto dentro do compartimento de concentração de íons 12 e é contíguo com substancialmente a totalidade da área da superfície lateral do compartimento de concentração de íons da membrana permeável a cátion 20. Como um incidente necessário, a superfície lateral 28 do compartimento de concentração de íons da membrana permeável a cátion 20 com a qual o domínio 16 é contíguo, em comparação com substancialmente quaisquer frações restantes da superfície lateral 28 do compartimento de concentração de íons da membrana permeável a cátion 20, fic amais próxima de uma saída 367 de um compartimento de depleção de íons 36 disposto em um lado oposto da membrana permeável a cátion 20. Um domínio do material de troca de íons misto 22 é disposto dentro do compartimento de concentração de íons 12 e entre a domínio predominante de material de troca de ânions 14 a e domínio predominante de material de troca de cátions 16. O domínio 22 também é contíguo com cada um dos domínios 14 e 16, e se estende através do comprimento do compartimento 12 (desde a extremidade de entrada para a extremidade de saída). O compartimento de concentração de íons apresenta um formato substancialmente em paralelepípedo retangular com uma espessura de 3 mm. O domínio 14 apresenta uma espessura 145 de cerca de 0,2 milímetros, por todo o domínio

14. O domínio 16 apresenta uma espessura 181 de cerca de 0,2 milímetros, através de todo o domínio 16. O domínio 22 apresenta uma espessura 221 de cerca de 2,6 milímetros, através de todo o domínio 22. A este respeito, a espessura de cada um dos domínios 14 e 16 é minimizada (p. ex., um ou dois diâmetros de partícula, posto que o material de traça iônica é previsto na forma de partículas), e a espessura do domínio 22 é maximizada.

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74/80 (E) Operação [0070] Em operação, uma diferença de potencial elétrico é aplicada entre o ânodo 32 e o cátodo 35. A corrente passa através dos compartimentos de depleção de íons 36 e dos compartimentos de concentração de íons 12, realizado o transporte dos íons e a separação da água nos compartimentos de depleção de íons 36. Os ânions e os cátions são transportados dos compartimentos de depleção de íons 36, através das membranas permeável a íons 18, 20 para os compartimentos de concentração de íons 12 adjacentes (e, em alguns casos, para os compartimentos de eletrodo 30, 34 adjacentes), resultando na depleção dos íons do líquido que está fluindo através dos compartimentos de depleção de íons 36. Como resultado, o líquido que está fluindo através dos compartimentos de depleção de íons 36 é desionizado de modo a produzir um líquido purificado 365, enquanto que o líquido que está fluindo através dos compartimentos de concentração de íons 12 se torna mais concentrado em espécies iônicas, assim resultando em um efluente concentrado 123. No exemplo ilustrado na figura 45, os fluxos de líquido através dos compartimentos 12, 36 é em contracorrente um em relação ao outro.

[0071] Acredita-se que o domínio predominante de material de troca de cátions 16 contíguo com a membrana permeável a cátion 20 contribui na redução da concentração de ácido fraco não carregado na superfície da membrana e assim na redução da difusão de retorno das espécies ácidas fracas. Em particular, e através das previsão de um domínio predominante de material de troca de cátions 16 contíguo com a membrana permeável a cátion 20, é reduzida a tendência das espécies ácidas fracas (tais como CO2 ou o CH3COOH) de serem transportadas do compartimento de concentração de íons 12 para o compartimento de depleção de íons 36 por difusão e através da membrana permeável a cátion 20, resultando na ionização das espécies

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75/80 ácidas fracas não carregadas no compartimento de depleção de íons 36 com uma comcomitante redução na quantidade do produto água descarregada do compartimento de depleção de íons 36. Acredita-se que a presença do domínio predominante de material de troca de cátions 16 contribui com esta redução na difusão de volta através da capacitação de um ou ambos os seguintes mecanismos: (i) aumento do tamanho da difusão para os ácidos fracos em serem transportados para a membrana permeável a cátion 20 a partir da membrana permeável a cátion 20 de dentro do compartimento de concentração de íons 12 (e em seguida permear através da membrana permeável a cátion 20 e para dentro do compartimento de depleção de íons 36), e (ii) redução da concentração local dos ácidos fracos nas proximidades da superfície da membrana permeável a cátion 20 através do deslocamento da interface material de troca de ânion / material de troca de cátion para além da membrana permeável a cátion 20 de tal forma que os ácidos fracos produzidos nesta interface sejam produzidos ainda mais distantes da membrana permeável a cátion 20 sendo que a velocidade linear do líquido que flui através do compartimento de concentração de íons 12 é mais alta (com relação a velocidade linear do líquido que flui adjacente a membrana permeável a cátion 20).

[0072] De forma similar, acredita-se que o domínio predominante de material de troca de ânions 14 contíguo com a membrana permeável a ânion 18 contribua com a redução da difusão de retorno das substancias básicas fracas, tais como as bases orgânicas fracas contendo amônia e nitrogênio (tais como anilina, butilamina, hidrazina, etilamina e hidroxilamina).

[0073] Em conjunto com a instância do domínio predominante de material de troca de cátions 16 contíguo com a membrana permeável a cátion

20, e/ou a instância do domínio predominante de material de troca de ânions contíguo com a membrana permeável a ânion 18, o domínio do material de

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76/80 troca de íons misto 22 é previsto para eliminar a formação de películas e endurecimentos dentro do compartimento de concentração de íons 12. O aumento do número de interfaces entre o material de troca de ânions e o material de troca de cátions dentro do compartimento de concentração de íons 12 reduz as instâncias de concentrações locais ânions formadores de películas e de endurecimentos. O número de tais interfaces é otimizado em um domínio do material de troca de íons misto 22, em oposição a um domínio de material de troca iônica de fase primária única, tal como qualquer um dos domínios 14 ou 16. Desta forma, e prevendo um domínio do material de troca de íons misto 22 em adição a um ou mais dentre os domínios 14, 16 elimina a formação de películas e endurecimentos o que poderia, por outro lado, penetrar caso apenas um ou ambos dentre os domínios 14, 16 supra indicados seja previsto nos compartimentos de concentração de íons 12 sem um domínio do material de troca de íons misto 22.

[0074] As formas de realização da presente invenção serão descritas com maiores detalhes e com referência aos seguintes exemplos não limitativos.

(F) Exemplos [0075] Foram realizados os processos de desionização elétrica para comparar: (i) a performance em um dispositivo de desionização elétrica cujo compartimento de concentração de íons é preenchido apenas com um material de troca de íons misto, com (ii) a performance de um dispositivo de desionização elétrica cujo compartimento de concentração de íons inclui um membrana permeável a cátions contíguo com a membrana permeável a cátion e um domínio do material de troca de íons misto disposto entre o domínio do material de troca de cátions e a membrana permeável a ânions.

Exemplo N° 1 [0076] Foi fornecido um primeiro dispositivo de desionização

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77/80 elétrica incluindo um compartimento do ânodo contendo um ânodo e um compartimento do cátodo contendo um cátodo. Uma pluralidade de membranas permeáveis a ânions e de membranas permeáveis a cátions são alternadamente dispostas entre o compartimento do ânodo e o compartimento do cátodo de modo a formar compartimentos de depleção de íons e compartimentos de concentração de íons alternados, de tal forma a resultar em um total de dezesseis (16) compartimentos de concentração de íons e quinze (15) compartimentos de depleção de íons. Cada um dos compartimentos de depleção de íons 36 é delimitado por uma membrana permeável a ânion 18 pelo lado do ânodo e por uma membrana permeável a cátion 20 pelo lado do cátodo. Cada um dos compartimentos de concentração de íons 12 é delimitado por uma membrana permeável a cátion 20 pelo lado do ânodo e por uma membrana permeável a ânion 18 pelo lado do cátodo. Cada um dos compartimentos de concentração de íons e dos compartimentos de depleção de íons apresenta uma forma substancialmente de um paralelepípedo retangular. As dimensões de cada um dos compartimento de concentração de íons é 13 cm X 39 cm X 0,2 cm (largura x comprimento x espessura). As dimensões de cada um dos compartimentos de depleção de íons é de 13 cm X 39 cm X 0,8 cm (largura x comprimento x espessura).

[0077] Cada um dos compartimentos de depleção de íons é preenchido com um material de troca de íons misto, o qual é uma mistura de esferas de resina DIAION SK-1B™ da MItsubishi (material de troca de cátions) e de esferas de resina DIAION SA-10A™ da MItsubishi (material de troca de ânions) com uma razão em volume de 1:1. O domínio do material de troca de íons misto com cada um dos compartimentos de depleção de íons se conforma com o formato dos compartimentos de depleção de íons, de tal modo que a espessura do domínio do material de troca de íons misto é de 0,8 cm.

[0078] Cada um dos compartimentos de concentração de íons é

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78/80 preenchido com materiais de troca iônica de modo a formar dois domínios distintos de materiais de troca iônica. Em particular, cada um dos compartimentos de concentração de íons inclui um domínio de material de troca de cátions e um domínio do material de troca de íons misto. O domínio predominante de material de troca de cátions do compartimento de concentração de íons contém as esferas de resina DIAION SK-1B™ da Mitsubishi (material de troca de cátions) o qual foi peneirado para remover as maiores esferas de resina de tal forma que a faixa de tamanho para os diâmetros das esferas de resina do material de troca de cátions usado no domínio predominante de material de troca de cátions do compartimento de concentração de íons esteja entre 0,42 mm e 0,6 mm. O domínio do material de troca de íons misto do compartimento de concentração de íons contém um material misto de troca iônica o qual é uma mistura da esferas de resina do DIAION SK-1B™ da Mitsubishi (material de troca de cátions) e das esferas de resina do DIAION SA-10A™ da Mitsubishi (material de troca de ânions) com uma relação em volume de 1:1. O domínio do material de troca de cátions do compartimento de concentração de íons é definido com a forma de um paralelepípedo substancialmente retangular e é contíguo com substancialmente a totalidade da superfície do compartimento de concentração de íons da membrana permeável a cátions. O domínio do material de troca de íons misto do compartimento de concentração de íons é definido com uma forma substancialmente em paralelepípedo retangular e é disposto dentro da totalidade do espaço entre o domínio de material de troca de cátions e a membrana permeável a ânions. A espessura do domínio de material de troca de cátions é de 0,08 cm. A espessura do domínio do material de troca de íons misto é de 0,12 cm.

[0079] O fluxo alimentado em cada um dentre os compartimentos de depleção de íons, os compartimentos de concentração de íons e os

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79/80 compartimentos dos eletrodos tinha a mesma composição. Tal fluxo alimentado é substancialmente de água ultra pura (água municipal a qual foi pré tratada por osmose reversa) contendo HCO3^- dissolvido com uma concentração de 15,9 ppm após a injeção de bicarbonato de sódio. O produto água é descarregado de cada um dos compartimentos de depleção de íons a uma taxa de cerca de 0,4167 gramas por minuto. A água foi descarregada de cada um dos compartimentos de concentração de íons a uma taxa de cerca de 0,0235 gramas por minuto. A água foi descarregada de cada um dos compartimentos de eletrodo combinados a uma taxa de cerca de 0,25 gramas por minuto. A recuperação medida foi de 90%. Após o estabelecimento dos fluxos através de cada um dos compartimentos de depleção de íons e dos compartimentos de concentração de íons, uma corrente elétrica de 3 Coulomb/segundo foi aplicada através do circuito externo ligado ao dispositivo, e assim realizado a desionização do fluxo aquoso alimentado através dos compartimentos de depleção de íons.

[0080] No estado estável, a resistividade do produto água descarregado da saída dos compartimentos de depleção de íons foi medida como sendo de 17,7 Mohm.cm.

Exemplo Comparativo N° 1 [0081] Um exemplo comparativo foi realizado utilizando substancialmente o mesmo dispositivo de desionização elétrica descrito no exemplo 1, sob substancialmente as mesmas condições operacionais, exceto pelo fato de que cada um dos compartimentos de concentração de íons foi preenchido apenas com um material de troca iônica misto (isto é, uma mistura de esferas de resina DIAION SK-1B™ da Mitsubishi (material de troca de cátions) e de esferas de resina DIAION SA-10A™ da Mitsubishi (material de troca de ânions) com uma razão em volume de 1:1).

[0082] No estado estável, a resistividade do produto água

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80/80 descarregado da saída dos compartimentos de depleção de íons, sob estas condições, foi medida como sendo que 12 Mohm.cm.

[0083] Obviamente, deverá ser entendido que podem ser feitas modificações nas formas de realização da invenção ora descrita, sem com isto escapar do escopo e do campo de ação da invenção, tal como definido nas reivindicações em anexo.

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Claims (14)

1. Reivindicações

   1. DISPOSITIVO DE DESIONIZAÇÃO ELÉTRICA (10) compreendendo:

   - um compartimento de concentração de íons (12) tendo superfícies laterais opostas, o compartimento de concentração de íons (12) sendo ao menos parcialmente delimitado por uma membrana permeável a ânion (18) em uma das superfícies laterais no lado do catodo e ao menos parcialmente delimitado por uma membrana permeável a cátion (20) na outra superfície lateral no lado do ânodo; e

   - um primeiro domínio do material de troca iônica disposto dentro do compartimento de concentração de íons (12), sendo que o primeiro domínio do material de troca iônica é contíguo com ao menos uma porção da superfície lateral do compartimento de concentração de íons (26, 28) de uma entre a membrana permeável a ânion (18) e a membrana permeável a cátion (20), e fica afastado da outra entre a membrana permeável a ânion (18) e a membrana permeável a cátion (20);

   - sendo que a ao menos uma porção da superfície lateral do compartimento de concentração de íons (26, 28) de uma entre a membrana permeável a ânion (18) e a membrana permeável a cátion (20) define uma fração operacional da superfície lateral da superfície lateral do compartimento de concentração de íons (26, 28) da uma entre a membrana permeável a ânion (18) e a membrana permeável a cátion (20);

   de tal forma que,

   - no caso em que a uma entre a membrana permeável a ânion (18) e a membrana permeável a cátion (20), a qual apresenta a ao menos uma porção da superfície lateral do compartimento de concentração de íons (26, 28) com a qual o primeiro domínio do material de troca iônica é contíguo, é uma membrana permeável a ânions, o primeiro domínio do material de troca

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2. 2/7 iônica é um domínio predominante de material de troca de ânions;

   - e no caso em que a uma entre a membrana permeável a ânion (18) e a membrana permeável a cátion (20), a qual apresenta a ao menos uma porção da superfície lateral do compartimento de concentração de íons (26, 28) com a qual o primeiro domínio do material de troca iônica é contíguo, é uma membrana permeável a cátions, o primeiro domínio do material de troca iônica é um domínio predominante de material de troca de cátions, o dispositivo de desionização elétrica (10) sendo caracterizado pelo fato de que ainda compreende um domínio do material de troca de íons misto (22) disposto dentro do compartimento de concentração de íons (12), sendo que a disposição do primeiro domínio do material de troca iônica com relação a outra entre a membrana permeável a ânion (18) e a membrana permeável a cátion (20) define um respectivo espaço entre o primeiro domínio do material de troca iônica e a outra entre a membrana permeável a ânion (18) e a membrana permeável a cátion (20), e sendo que ao menos uma porção do domínio do material de troca de íons misto é disposta dentro do respectivo espaço.

   2. DISPOSITIVO DE DESIONIZAÇÃO ELÉTRICA (10), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato no qual a uma entre a membrana permeável a ânion (18) e a membrana permeável a cátion (20), a qual apresenta a ao menos uma porção de uma superfície lateral do compartimento de concentração de íons (26, 28) com a qual o primeiro domínio do material de troca iônica é contíguo, é uma membrana permeável a ânion, de tal forma que a primeira fase do material de troca iônica é um domínio predominante de material de troca aniônica.
3. 3. DISPOSITIVO DE DESIONIZAÇÃO ELÉTRICA (10), de acordo com a reivindicação 2, ainda caracterizado pelo fato de compreender um domínio do material de troca de íons misto disposto dentro do

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   3/7 compartimento de concentração de íons (12), sendo que a disposição do domínio predominante de material de troca aniônica com relação à membrana permeável a cátion define um respectivo espaço entre o domínio predominante de material de troca aniônica e a membrana permeável a cátion, e sendo que ao menos uma porção do domínio do material de troca de íons misto é disposta dentro do respectivo espaço.
4. 4. DISPOSITIVO DE DESIONIZAÇÃO ELÉTRICA (10), de acordo com a reivindicação 2, ainda caracterizado pelo fato de compreender um domínio predominante de material de troca de cátions disposto dentro do compartimento de concentração de íons (12), sendo que o domínio predominante de material de troca de cátions é contíguo com ao menos uma porção da superfície lateral do compartimento de concentração de íons (26, 28) da membrana permeável a cátion (20) e fica afastado da membrana permeável a ânion (18), e sendo que a ao menos uma porção da superfície lateral do compartimento de concentração de íons (26, 28) da membrana permeável a cátion (20) define uma fração operacional da superfície lateral da superfície lateral do compartimento de concentração de íons (26, 28) da membrana permeável a cátion (20).
5. 5. DISPOSITIVO DE DESIONIZAÇÃO ELÉTRICA (10), de acordo com a reivindicação 4, ainda caracterizado pelo fato de compreender um domínio do material de troca de íons misto disposto dentro do compartimento de concentração de íons (12), sendo que a disposição do domínio predominante de material de troca aniônica com relação à membrana permeável a cátion define um respectivo primeiro espaço entre o domínio predominante de material de troca aniônica e a membrana permeável a cátion (20), e sendo que a disposição do domínio predominante de material de troca de cátions com relação a membrana permeável a ânion define um segundo espaço entre o domínio predominante de material de troca de cátions e a

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   4/7 membrana permeável a ânion, e sendo que a ao menos uma porção do domínio do material de troca de íons misto é disposta dentro do ao menos um entre os primeiro e segundo espaços.
6. 6. DISPOSITIVO DE DESIONIZAÇÃO ELÉTRICA (10), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato no qual a uma entre a membrana permeável a ânion (18) e a membrana permeável a cátion (20), a qual apresenta ao menos uma porção de uma superfície lateral do compartimento de concentração de íons (26, 28) com a qual o primeiro domínio do material de troca iônica é contígua, é uma membrana permeável a cátion (20), de tal forma que o primeiro domínio do material de troca iônica é um domínio predominante de material de troca de cátions.
7. 7. DISPOSITIVO DE DESIONIZAÇÃO ELÉTRICA (10), de acordo com a reivindicação 6, ainda caracterizado pelo fato de compreender um domínio do material de troca de íons misto disposto dentro do compartimento de concentração de íons (12), sendo que a disposição do domínio predominante de material de troca de cátions com relação à membrana permeável a ânion (18) define um respectivo espaço entre o domínio predominante de material de troca de cátions e a membrana permeável a ânion (18), e sendo que ao menos uma porção do domínio do material de troca de íons misto é disposta dentro do respectivo espaço.
8. 8. DISPOSITIVO DE DESIONIZAÇÃO ELÉTRICA (10), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de a superfície lateral do compartimento de concentração de íons (26, 28) da membrana permeável a ânion (18) define uma área da superfície lateral do compartimento de concentração de íons (26, 28) da membrana permeável a ânion (18), e sendo que a superfície lateral do compartimento de concentração de íons (26, 28) da membrana permeável a cátion (20) define uma área da superfície lateral do compartimento de concentração de íons (26, 28) da membrana permeável a

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   5/7 cátion (20), e sendo que a fração operacional da superfície lateral da superfície lateral do compartimento de concentração de íons (26, 28) da uma entre a membrana permeável a ânion (18) e a membrana permeável a cátion (20) define uma fração operacional da área da superfície lateral da superfície lateral do compartimento de concentração de íons (26, 28) de uma entre a membrana permeável a ânion (18) e a membrana permeável a cátion (20) a qual compreende ao menos 10% da área da superfície lateral do compartimento de concentração de íons (26, 28) da uma entre a membrana permeável a ânion (18) e a membrana permeável a cátion (20).
9. 9. DISPOSITIVO DE DESIONIZAÇÃO ELÉTRICA (10), de acordo com a reivindicação 8, ainda caracterizado pelo fato de compreender um domínio do material de troca de íons misto disposto dentro do compartimento de concentração de íons (12), sendo que a disposição do primeiro domínio do material de troca iônica com relação a outra entre a membrana permeável a ânion (18) e a membrana permeável a cátion (20) define um respectivo espaço entre o primeiro domínio do material de troca iônica e a outra entre a membrana permeável a ânion (18) e a membrana permeável a cátion (20), e sendo que ao menos uma porção do domínio do material de troca de íons misto é disposta dentro do respectivo espaço.
10. 10. DISPOSITIVO DE DESIONIZAÇÃO ELÉTRICA (10), de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato no qual a uma entre a membrana permeável a ânion (18) e a membrana permeável a cátion (20), a qual apresenta a ao menos uma porção de uma superfície lateral do compartimento de concentração de íons (26, 28) com a qual o primeiro domínio do material de troca iônica é contíguo, é uma membrana permeável a ânion (18), de tal forma que o primeiro domínio do material de troca iônica é um domínio predominante de material de troca aniônica, sendo que a fração operacional da superfície lateral da superfície lateral do compartimento de

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    6/7 concentração de íons (26, 28) da membrana permeável a ânion (118) define uma fração operacional da área da superfície lateral da superfície lateral do compartimento de concentração de íons (26, 28) da membrana permeável a ânion (18) a qual compreende ao menos 10% da área da superfície lateral do compartimento de concentração de íons (26, 28) da membrana permeável a ânion (18).
11. 11. DISPOSITIVO DE DESIONIZAÇÃO ELÉTRICA (10), de acordo com a reivindicação 10, ainda caracterizado pelo fato de compreender ao menos um domínio do material de troca de íons misto disposto dentro do compartimento de concentração de íons (12), sendo que a disposição do domínio predominante de material de troca aniônica com relação à membrana permeável a cátion define um respectivo espaço entre o domínio predominante de material de troca aniônica e a membrana permeável a cátion, e sendo que ao menos uma porção do domínio do material de troca de íons misto é disposta dentro do respectivo espaço.
12. 12. DISPOSITIVO DE DESIONIZAÇÃO ELÉTRICA (10), de acordo com a reivindicação 10, ainda caracterizado pelo fato de compreender um domínio predominante de material de troca de cátions disposto dentro do compartimento de concentração de íons (12), sendo que o domínio predominante de material de troca de cátions é contíguo com ao menos uma porção da superfície lateral do compartimento de concentração de íons (26, 28) da membrana permeável a cátion (20) e fica afastado da membrana permeável a ânion (18), e sendo que a ao menos uma porção da superfície lateral do compartimento de concentração de íons (26, 28) da membrana permeável a cátion (20) define uma fração operacional da superfície lateral da superfície lateral do compartimento de concentração de íons (26, 28) da membrana permeável a cátion (20).
13. 13. DISPOSITIVO DE DESIONIZAÇÃO ELÉTRICA (10), de

    Petição 870170103235, de 29/12/2017, pág. 100/102

    1Π acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que a fração operacional da superfície lateral da superfície lateral do compartimento de concentração de íons (26, 28) da membrana permeável a cátion (20) define uma fração operacional da área da superfície lateral da superfície lateral do compartimento de concentração de íons (26, 28) da membrana permeável a cátion (20) a qual compreende ao menos 10% da área da superfície lateral do compartimento de concentração de íons (26, 28) da membrana permeável a cátion (20).
14. 14. DISPOSITIVO DE DESIONIZAÇÃO ELÉTRICA (10), de acordo com a reivindicação 12, ainda caracterizado pelo fato de compreender um domínio do material de troca de íons misto (22) disposto dentro do compartimento de concentração de íons, sendo que a disposição do domínio predominante de material de troca aniônica com relação à membrana permeável a cátion (20) define um respectivo primeiro espaço entre o domínio predominante de material de troca aniônica e a membrana permeável a cátion (20), e sendo que a disposição do domínio predominante de material de troca de cátions com relação à membrana permeável a ânion (18) define um respectivo segundo espaço entre o domínio predominante de material de troca de cátions e a membrana permeável a ânion (18), e sendo que ao menos uma porção do domínio do material de troca de íons misto é disposta dentro do ao menos um entre os primeiro e segundo espaços.

    Petição 870170103235, de 29/12/2017, pág. 101/102

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