CN102372345A - 超级电容器脱盐装置及脱盐方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种超级电容器脱盐装置及脱盐方法。其中该超级电容器脱盐装置包括一对端电极以及至少一个位于所述端电极之间的双极性电极；所述至少一个双极性电极在其相反表面上均设有离子交换材料；其中所述相反表面上的离子交换材料均是阳离子交换材料或者均是阴离子交换材料。在双极性电极两侧设置相同类型的离子交换材料，使得该超级电容器脱盐装置可以同时存在放电模式和充电模式，实现了连续产水。

Description

超级电容器脱盐装置及脱盐方法

技术领域

本发明涉及脱盐技术，尤其是指超级电容器脱盐装置以及脱盐方法。

背景技术

现有的超级电容器脱盐装置通常包括一对端电极以及形成于两端电极之间供待处理进料流经过的腔室。向两端电极施加相反的电源极性以在其间形成电场。两端电极之间也可以设置一个或者多个双极性电极以形成更多腔室来处理多股进料流。

由于容量限制，现有的超级电容器脱盐装置周期性地工作在充电模式和放电模式下。在充电模式期间，所有腔室处于脱离子状态，流过所有腔室的进料流中的离子在电场的作用下吸附在电极(包括端电极或者双极性电极)上，进料流的离子浓度降低形成稀释液，所有腔室形成稀释腔室。当这些电极的容量达到饱和或者接近饱和的时候，该超级电容器脱盐装置通过短接端电极切换至放电模式下。在放电模式期间，端电极或者双极性电极内的离子在电场作用下，释放到流经这些腔室的进料流中。这样进料流的离子浓度升高，形成浓缩液，所有腔室形成浓缩腔室，电极得以再生。采用这样的结构和工作模式，既不能连续生产稀释液，也不能连续地生产浓缩液。

另外，为了回收在放电模式期间产生的能量，一些现有的超电容式脱盐装置还设置有能量回收装置。回收的能量被重新应用到处于充电模式下的另一超电容式脱盐装置上。虽然这种方式的能量回收能够降低综合能耗，但是设置能量回收装置导致生产成本增加。而且，能量回收装置本身具有电阻，会消耗掉一部分回收的能量。

发明内容

有鉴于此，需要提供一种改进的超级电容器脱盐装置和脱盐方法，其能够连续地产水(稀释液和浓缩液)。另外，需要一种超级电容器脱盐装置，其不需要额外设置能量回收装置就可以回收放电模式期间产生的能量。

本发明的一个实施例提供了一种超级电容器脱盐装置。该超级电容器脱盐装置包括一对端电极以及至少一个位于所述端电极之间的双极性电极；所述至少一个双极性电极在其相反表面上均设有离子交换材料；其中所述相反表面上的离子交换材料均是阳离子交换材料或者均是阴离子交换材料。

本发明的一个实施例提供了一种超级电容器脱盐系统。该超级电容器脱盐系统包括电源以及数个超级电容器脱盐堆体；所述超级电容器脱盐堆体包括数个单电极，所述单电极包括与电源连接的第一单电极对以及位于第一单电极对之间的第二单电极对；所述超级电容器脱盐堆体还包括形成于所述第一单电极对与第二单电极对之间供待处理进料流通过的数个腔室；其中所述第二单电极对由位于不同超级电容器脱盐堆体的相邻单电极以串联形式电性连接形成，且所述相邻单电极相反表面上设有离子交换材料；所述相反表面上的离子交换材料均是阳离子交换材料或者均是阴离子交换材料。

本发明的实施例还提供了一种超级电容器脱盐方法。该超级电容器脱盐方法包括提供超级电容器脱盐装置，所述超级电容器脱盐装置包括一对端电极，至少一个位于所述端电极之间的双极性电极以及形成于所述端电极和所述至少一个双极性电极之间的数个腔室，所述至少一个双极性电极在其相反表面上设有离子交换材料，所述离子交换材料均是阳离子交换材料或者均是阴离子交换材料；向所述端电极施加相反电源极性以在所述端电极之间产生电场；向所述腔室内引入进料流；同时在至少一个腔室内产生至少一股稀释液和在至少另一腔室内产生至少一股浓缩液，其中产生稀释液的腔室定义为第一腔室，产生浓缩液的腔室定义为第二腔室；周期性地切换连接到端电极的电源极性；以及周期性地切换所述进料流的引入位置以连续地在所述第二腔室产生所述至少一股稀释液和在所述第一腔室产生所述至少一股浓缩液。

附图说明

通过结合附图对于本发明的实施例进行描述，以期更好地理解本发明，在附图中：

图1为本发明超级电容器脱盐装置的一个实施例的结构示意图；

图2为本发明超级电容器脱盐装置的另一实施例在0-6500秒期间的充电曲线图；

图3是图2所示的超电容式脱盐装置的一个腔室在0-6500秒期间输出溶液的电导率曲线图；

图4为本发明超级电容器脱盐系统的一个实施例在第一阶段的结构示意图；

图5为图4所示的超级电容器脱盐装置在第二阶段的结构示意图；

图6为本发明超级电容器脱盐系统的另一实施例的的结构示意图。

具体实施方式

图1示意了本发明的一个实施例超级电容器脱盐装置10。超级电容器脱盐装置10包括一对端电极12、14以及一个位于两端电极12、14之间的双极性电极16。在一个实施例的工作过程中，一个电源(未图示)向两端电极12、14施加相反的电源极性以在两端电极12、14之间产生电场。

应当指出的是术语“端电极”是指与电源连接以产生用于水处理电场的电极，但不限于任何特定的结构。术语“双极性电极”是指相反表面在电场作用下均可吸附或者释放离子的电极。双极性电极并不限于一个部件，也可以是由两个单电极以串联方式电性连接组成。

在图1所示的实施例中，每一端电极12、14都包括一个分别与电源直接连接的集电器20、22以及吸附或者释放离子的多孔层24、26。多孔层24、26可以由多种材料制成，包括但不限于碳、活性炭、石墨、多孔碳颗粒、碳气凝胶或者上述任何两种或者多种材料的混合。在一个实施例中，每一端电极12、14还进一步包括离子交换材料。该离子交换材料可以是阴离子交换材料，也可以是阳离子交换材料。在以下的描述中，离子交换材料也可以是对阴离子交换材料和阳离子交换材料两者的统称。在一个实施例中，离子交换材料允许一种带电离子(阴离子或者阳离子)通过，阻止另一种带电离子(阳离子或者阴离子)通过。

在一个实施例中，阴离子交换材料允许阴离子通过，阻止阳离子通过。而阳离子交换材料允许阳离子通过，阻止阴离子通过。阴离子包括但不限于氯离子、硫酸盐离子、碳酸盐离子、重碳酸盐离子以及氢氧离子。阳离子包括但不限于钠离子、钙离子、镁离子、钾离子以及质子。在图1所示的实施例中，端电极12、14上的离子交换材料均是允许阴离子通过但阻止阳离子通过的阴离子交换材料28、30。

在一个实施例中，双极性电极16包括允许电子通过但阻止离子通过的导电层32、位于导电层32相反表面的一对多孔层34、36以及位于多孔层34、36相反表面上的阳离子交换材料38、40。导电层32具有多种实例，其包括但不限于导电聚合体薄膜、石墨板、金属膜或板以及导电陶瓷膜。可以理解的是，当端电极12、14上的离子交换材料是阳离子交换材料时，图1中的双极性电极16上的阳离子交换材料38、40将替换成阴离子交换材料。

由于端电极12、14、双极性电极16、阳离子交换材料38、40以及阴离子交换材料28、30的容量限制，通过周期性地切换施加的电源极性，使超级电容器脱盐装置交替地在第一阶段和第二阶段下工作。提供电源极性的电源可以自动地进行电极切换，也可以通过设置一个元件，根据预先确定的时间间隔，周期性地切换电源极性。在本实施例中，第一阶段和第二阶段的持续时间相同。持续时间可以根据诸如离子交换材料的容量、端电极和双极性电极的容量、超级电容器脱盐装置的大小、进料流的特性进行调整。

参阅图1所示，在第一阶段期间，电源的正极与端电极12连接，电源的负极与端电极14连接，这样在超级电容器脱盐装置10内形成一个电场。在第二阶段期间，电源的正极与端电极14连接，电源的负极与端电极12连接，这样在超级电容器脱盐装置10内形成一个与第一阶段期间不同的新电场。

在第一阶段期间，第一进料流46流入形成于端电极12和双极性电极16之间的腔室42内。在电场作用下，第一进料流46中的阴离子被吸引着朝向端电极12方向移动。第一进料流46中的阳离子50则被吸引着朝向双极性电极16的一个表面(左表面)移动。

在一个实施例中，阴离子48吸附在阴离子交换材料28以及关联多孔层24上，而阳离子50则吸附在阳离子交换材料38以及关联多孔层34上。由于阳离子50和阴离子48离开第一进料流46，使得第一进料流46变成比先前浓度较低的稀释液47。在第一进料流46的处理过程中，腔室42处于第一阶段起到稀释的作用。而且，在本实施例中，多孔层24、34和离子交换材料28、34的容量均得到有效利用，这种方式扩大了超级电容器脱盐装置10的应用。例如，可以向超级电容器脱盐装置10施加大电流。因此，在一些应用中，超级电容器脱盐装置10可用于处理含高总溶解固体(Total DissolvedSolids，TDS)的水或导电液体。TDS是指溶解的包括矿物质、盐类、金属和阴阳离子的有机、无机物质的总量。

在处理第一进料流46的同时，第二进料流60在位于端电极14和双极性电极16之间的另一腔室44内进行处理。第二进料流60流经腔室44形成浓缩液52。在腔室44内，第二进料流60中的阴离子(未图示)在电场作用下被吸引着朝向双极性电极16的另一表面(右表面)移动。然而，在本实施例中，阳离子交换材料40阻止阴离子进一步移动。代替地，阳离子交换材料40和/或多孔层36内的阳离子进入第二进料流60。另外，由于阴离子交换材料30的阻挡，阳离子62也不能进入端电极14内，这样阳离子62就留在第二进料流60中，导致第二进料流60浓度增加。另一方面，阴离子交换材料30和/或多孔层26中的阴离子64在电场的作用下也进入第二进料流60中。阴离子64和阳离子62进入第二进料流60导致其离子浓度增加，形成浓缩液52，所以说腔室44在第一阶段起浓缩腔室的作用。

在一个实施例中，阴离子交换材料28、30以及阳离子交换材料38、40设置成与对应的关联多孔层24、34、36、26具有相似的容量。

为了避免混淆，以下将举例说明在前述或者以下描述中提到的“关联电极”、“关联离子交换材料”、“关联多孔层”以及类似术语。参阅图1所示，阴离子交换材料28的关联电极是端电极12，关联多孔层是多孔层24。端电极12的关联离子交换材料是阳离子交换材料28。多孔层34的关联离子交换材料是阳离子交换材料38，阳离子交换材料38的关联多孔层是多孔层34，以此类推。

从上述描述中可知，充电模式(稀释过程)和放电模式(浓缩过程)并存于一个单独的超级电容器脱盐装置10内，同时生产稀释液47和浓缩液52。本领域的技术人员可以理解的是超级电容器脱盐装置10第二阶段的工作方式与第一阶段是相反的。在第二阶段期间，腔室42形成浓缩腔室，流过腔室42的进料流变成浓缩液。腔室44形成稀释腔室，流经腔室44的进料流变成稀释液。尽管超级电容器脱盐装置10交替地在第一阶段和第二阶段下工作，但是不管是第一阶段还是第二阶段，均同时存在充电模式和放电模式，因此可以实现连续地生产稀释液和浓缩液。

另外，在第一阶段吸附到电极上的离子可以在第二阶段的时候释放掉，这样就不需要额外留出时间用于电极再生(恢复电极的吸附能力)，从而提高了生产效率。

在一个实施例中，超级电容器脱盐装置10还包括数个允许离子通过的电绝缘隔网，其分别放置在如图1所示的腔室42、44内。这些隔网用于在电场环境下将电极固定在适当位置上。

在图1所示的第一阶段中，腔室44在放电模式下工作，阳离子62被吸引入第二进料流60内。最初与阳离子62配对的电子穿过导电层32，与阳离子50配对。由于超级电容器脱盐装置10同时存在充电模式和放电模式，这样，不需要额外设置能量回收装置，就实现了实时能量回收。

需要指出的是，在前述和以下的各种实施例中，离子交换材料例如28、30、38、40具有多种存在形式，可以层状结构、薄膜，也可以是颗粒状结构。在一个实施例中，离子交换材料呈层状，具有涂敷在关联电极的表面上的至少一层涂层。在另一实施例中，离子交换材料呈颗粒状，其中至少部分颗粒分布在关联电极的内部。这些颗粒也可以采用包埋、混合、植入技术或者各种沉积技术设置于关联电极的表面上。在其他的另一实施例中，离子交换材料部分埋入关联电极例如12、14、16内，其他部分则以薄膜的形式存在于电极12、14、16表面上。

在一个实施例中，超级电容器脱盐装置10用于处理一种溶液，其设有百万分之(parts per million，ppm)800的氯化钠(NaCl)。在本实施例中，该溶液分为两股，分别是图1所示的第一进料流46和第二进料流60。第一进料流46和第二进料流60分别引入腔室42、44中。腔室42、44在图1所示的第一阶段中分别形成稀释腔室和浓缩腔室。该溶液的流量是780毫升每分钟。在处理过程中，超级电容器脱盐装置10施加上相反的电源极性，且周期性地在第一阶段施加8分钟的负1.25安培(A)的恒定电流，在第二阶段施加8分钟的正1.25A的恒定电流。其中分配30秒的时间用于在第一阶段和第二阶段之间切换。本实施例将电流作为基准参数来控制超级电容器脱盐装置10工作在稳定电场下。而电压是根据上述的恒定电流检测获得的。图2示意了超级电容器脱盐装置10在0～6500秒期间的充电曲线，其中该超级电容器脱盐装置10在这段时间内经历了7次第一阶段和6次第二阶段。

在本实施例中，采用一个测量装置对腔室输出溶液中钠离子和氯离子的浓度进行测量。该测量装置采用电导率来表示溶液浓度。本领域的技术人员可以理解的是，含有800ppm氯化钠的溶液的电导率约为1.6每厘米毫西门子(mS/cm)。该测量装置输出的测量结果显示在第一阶段腔室42和44内溶液的电导率分别约为1.5mS/cm和1.7mS/cm，在第二阶段则分别约为1.7mS/cm和1.5mS/cm。图3示意了腔室42流出溶液的部分测量结果，其显示了腔室42交替地工作在充电模式和放电模式下。因此，可知超级电容器脱盐装置10在整个处理过程中，可以连续地生产稀释液和浓缩液。

容易理解的是，在端电极12、14之间可以设置多于一个双极性电极16，这样可以形成多个腔室以同时处理多股进料流，从而提高产能。在一个实施例中，这些双极性电极分为两组，其中第一组中所有的双极性电极的相反表面上均设有阳离子交换材料，第二组中所有的双极性电极的相反表面上均设有阴离子交换材料。

图4示意了本发明的另一实施例具有数个双极性电极的超级电容器脱盐系统66。超级电容器脱盐系统66包括超级电容器脱盐装置(未标示)以及向超级电容器脱盐装置施加相反电极极性的电源67。该超级电容器脱盐装置包括一对端电极68、70、5个双极性电极以及位于端电极68、70和5个双极性电极之间的6个腔室72、74、76、78、79、80。

在图4所示的实施例中，5个双极性电极双极性电极包括3个第一双极性电极82、84、86以及2个第二双极性电极88、90，两种双极性电极交替地放置在端电极68、70之间。每一第一双极性电极82、84、86的相反表面上设有阳离子交换材料(未标示)，每一第二双极性电极80、90的相反表面上设有阴离子交换材料(未标示)。

所述端电极68、70可以设置成上述任一实施例中的结构。在一个实施例中，两端电极68、70的一个表面上设有离子交换材料。需要指出的是双极性电极的数量影响端电极68、70上离子交换材料类型的选择。例如，如果第一和第二双极性电极的数目相同，那么一个端电极上是阴离子交换材料，另一个端电极上是阳离子交换材料。反之，两端电极68、70上的离子交换材料要么都是阴离子交换材料，要么都是阳离子交换材料。

在图4所示的实施例中，两端电极68、70在一侧表面上均有阴离子交换材料。第一双极性电极82、84、86的相反表面上均设有阳离子交换材料，第二双极性电极80、90的相反表面上均设有阴离子交换材料。当如图4所示的向端电极68、70施加相反电源极性时，腔室72、76、79形成稀释腔室，而腔室74、78、80形成浓缩腔室。换句话说，流经腔室72、76、79的进料流变成稀释液，流经腔室74、78、80的进料流变成浓缩液。

为了描述方便，以下将待稀释的水或者溶液定义为稀释进料流，待浓缩的水或溶液定义为浓缩进料流。参阅图4所示，从一个储液池出来的三股稀释进料流92分别引入腔室72、76、79进行处理，三股浓缩进料流94分别引入腔室74、78、80进行处理。在处理过程中，流经腔室72、76、79的稀释进料流92中的离子例如氯离子和钠离子在电场的作用下，吸附到关联离子交换材料和/或关联电极(端电极或者双极性电极)上。然后，三股稀释液流96流出腔室72、76、79。在腔室74、78、80中，离子交换材料和/或电极上的离子例如氯离子和钠离子在电场的作用下，脱离离子交换材料和/或电极进入浓缩进料流94内，形成浓缩液流98。

该超级电容器脱盐装置与图1所示的超级电容器脱盐装置10具有类似结构。由于电极容量的限制，也需要周期性地切换电源67的电源极性，以使该超级电容器脱盐装置交替地在第一阶段和第二阶段工作。图4示意了在第一阶段工作的超级电容器脱盐系统66。图5示意了在第二阶段工作的超级电容器脱盐系统66。在一个实施例的工作过程中，随着第一阶段和第二阶段切换，需要切换稀释和浓缩进料流92、94的引入位置。因此在第二阶段期间，稀释液流96从腔室74、78、80流出，浓缩液流98则从腔室72、76、79流出。这样，使用超级电容器脱盐系统66可以连续地生产稀释液和浓缩液。

需要指出的是超级电容器脱盐系统66中的电极，包括端电极和双极性电极可以设置成上述任何一种实施例中的结构。氯离子和钠离子仅仅是出现在图4和图5中的实施例，包括其他类型离子的进料流也可以使用该超级电容器脱盐系统66进行处理。

图6示意本发明其他的另一实施例超级电容器脱盐系统100。该超级电容器脱盐系统100包括电源102以及两个超级电容器脱盐堆体104、106。该电源102可以提供预定电压或者电流，以使超级电容器脱盐堆体104、106在电场下工作。容易理解的是，根据产能的要求，该超级电容器脱盐系统100还可以设置多于两个超级电容器脱盐堆体。在图6所示的实施例中，每一超级电容器脱盐堆体104、106包括两个单电极108、110、112、114，每一单电极108、110、112、114在一个表面上设有离子交换材料116、118、120、122。离子交换材料是阴离子交换材料或者是阳离子交换材料。单电极108、110、112、114中具有相同离子交换材料的电性连接在一起，剩下两个单电极分别与电源的正极和负极连接。

在本实施例中，单电极108、114在一侧表面上设有阴离子交换材料116、122，单电极110、112在其一侧表面上设有阳离子交换材料118、120。而且，单电极110、112以串联方式电性连接在一起，而单电极108、114起端电极的作用，分别与电源102的正极和负极连接。

在图6所示实施例的工作过程中，超级电容器脱盐堆体104处于充电模式下，超级电容器脱盐堆体106处于放电模式下。当进料流124、126分别流经超级电容器脱盐堆体104、106时，进料流124中阴离子和阳离子(未图示)在电场作用下吸附到阴离子交换材料116、阳离子交换材料118和/或单电极108、110上(充电过程)，这样流出超级电容器脱盐堆体104是稀释液128。在超级电容器脱盐堆体106中，阳离子交换材料120、阴离子交换材料122和/或单电极112、114中的阴离子和阳离子在电场作用下，释放入进料流126中，形成浓缩液130。

当阴离子交换材料116、阳离子交换材料118和/或单电极108、110的容量饱和或者接近饱和的情况下，切换电源极性以使超级电容器脱盐系统100在与前一电场相反的新电场作用下工作。这时，根据电源极性的切换来切换进料流124、126的引入位置。这样，稀释液128从超级电容器脱盐堆体106输出，浓缩液130则从超级电容器脱盐堆体104输出。

在超级电容器脱盐系统100中，放电模式和充电模式并存在整个处理过程中，因此，只要根据电源极性的切换频率来切换输入的进料流，就可以连续的产生稀释液128和浓缩液130。

参阅图6所示，如上面所述，一个超级电容器脱盐系统中100同时并存放电模式和充电模式。在超级电容器脱盐堆体106放电模式期间，单电极112中的离子脱离单电极进入进料流126中，而先前与这些离子配对的电子通过导线或者其他电性元件转移到超级电容器脱盐堆体104的单电极110和/或阳离子交换材料118上。这样，超级电容器脱盐系统100在同一个系统内进行能量回收，减低了综合能耗。

在一个实施例中，为了满足实际应用，超级电容器脱盐系统100包括多于两个连接在一起的超级电容器脱盐堆体。每一超级电容器脱盐堆体具有与超级电容器脱盐堆体104或者超级电容器脱盐堆体106类似的结构。在本实施例中，相邻单电极对例如110、112通过导线或者其他导电元件以串联方式电性连接在一起。

在一个实施例中，每一超级电容器脱盐堆体还包括至少一个位于单电极108、110、112、114之间的双极性电极，这样在一个超级电容器脱盐堆体内形成数个腔室。在另一实施例中，每一双极性电极在相反表面上设有离子交换材料。在其他的另一实施例中，每一超级电容器脱盐堆体设有多于一个腔室，且可以设置成上述超级电容器脱盐装置任一实施例的结构，例如图1中的超级电容器脱盐装置10以及图4中的超级电容器脱盐系统66。

在一些应用中，至少一个超级电容器脱盐堆体还包括至少一个双极性电极，且该至少一个双极性电极的一个表面上设有阳离子交换材料，另一表面上设有阴离子交换材料。这样，在工作过程中，该至少一个超级电容器脱盐堆体内的所有腔室将均处于放电模式下或者均处于充电模式下。

虽然结合特定的实施例对本发明进行了说明，但本领域的技术人员可以对本发明作出许多修改和变型。因此，要认识到，权利要求书意图覆盖在本发明真正构思范围内的所有这些修改和变型。

Claims (15)

1.一种超级电容器脱盐装置，包括：

一对端电极；以及

至少一个位于所述端电极之间的双极性电极；所述至少一个双极性电极在其相反表面上均设有离子交换材料；

其中所述相反表面上的离子交换材料均是阳离子交换材料或者均是阴离子交换材料。

2.如权利要求1所述的超级电容器脱盐装置，包括位于所述端电极之间且交替分布的数个第一双极性电极和第二双极性电极；其中每一第一双极性电极在其相反表面上均设有阴离子交换材料，每一第二双电极在其相反表面上均设有阳离子交换材料。

3.如权利要求1所述的超级电容器脱盐装置，其中所述至少一个双极性电极由两个单电极以串联方式电性连接形成。

4.如权利要求1-3中任一所述的超级电容器脱盐装置，其中每一端电极在其一个表面上设有离子交换材料。

5.如权利要求1所述的超级电容器脱盐装置，其中所述至少一个双极性电极包括位于相反表面之间的导电层，所述导电层阻止离子通过。

6.如权利要求5所述的超级电容器脱盐装置，其中所述至少一个双极性电极包括一对分别位于离子交换材料和导电层之间的多孔层；所述多孔层与离子交换材料一起吸附或者释放离子。

7.如权利要求1所述的超级电容器脱盐装置，其中所述离子交换材料包括至少一层涂层。

8.如权利要求1所述的超级电容器脱盐装置，其中所述离子交换材料包括数个颗粒，其中所述颗粒至少部分埋入所述至少一个双极性电极的相反表面内。

9.一种超级电容器脱盐系统，包括：

电源；以及

数个超级电容器脱盐堆体，包括：

数个单电极，包括与电源连接的第一单电极对以及位于第一单电极对之间的第二单电极对；以及

形成于所述第一单电极对与第二单电极对之间供待处理进料流通过的数个腔室；

其中所述第二单电极对由位于不同超级电容器脱盐堆体的相邻单电极以串联方式电性连接形成，且所述相邻单电极相反表面上设有离子交换材料；所述相反表面上的离子交换材料均是阳离子交换材料或者均是阴离子交换材料。

10.如权利要求9所述的超级电容器脱盐系统，其中每一超级电容器脱盐堆体进一步包括至少一个双极性电极；所述至少一个双极性电极具有相反表面，其中一相反表面上设有阳离子交换材料，另一相反表面上设有阴离子交换材料。

11.一种超级电容器脱盐方法，包括：

提供超级电容器脱盐装置，其包括一对端电极，至少一个位于所述端电极之间的双极性电极以及形成于所述端电极和所述至少一个双极性电极之间的数个腔室；所述至少一个双极性电极在其相反表面上设有离子交换材料；所述离子交换材料均是阳离子交换材料或者均是阴离子交换材料；

向所述端电极施加相反的电源极性以在所述端电极之间产生电场；

向所述腔室内引入进料流；

同时在至少一个腔室内产生至少一股稀释液和在至少另一腔室内产生至少一股浓缩液；其中产生稀释液的腔室定义为第一腔室，产生浓缩液的腔室定义为第二腔室；

周期性地切换连接到端电极的电源极性；以及

周期性地切换所述进料流的引入位置以连续地在所述第二腔室产生至少一股稀释液和在所述第一腔室产生至少一股浓缩液。

12.如权利要求11所述的超级电容器脱盐方法，其中所述提供超级电容器脱盐装置的步骤包括：

提供数个超级电容器脱盐堆体，每一超级电容器脱盐堆体包括数个单电极；以及

以串联方式电性连接位于不同超级电容器脱盐堆体的相邻单电极以形成所述至少一个双极性电极。

13.如权利要求11所述的超级电容器脱盐方法，其中所述提供超级电容器脱盐装置的步骤包括：

提供数个第一双极性电极，其中每一第一双极性电极的相反表面上均设有阳离子交换材料；

提供数个第二双极性电极，其中每一第二双极性电极的相反表面上均设有阴离子交换材料；以及

将所述第一双极性电极和第二双极性电极交替地排列在所述端电极之间。

14.如权利要求11所述的超级电容器脱盐方法，其中提供超级电容器脱盐装置的步骤包括将离子交换材料植入所述至少一个双极性电极内。

15.如权利要求11所述的超级电容器脱盐方法，其中提供超级电容器脱盐装置的步骤包括将所述离子交换材料涂敷在所述至少一个双极性电极相反表面上。

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