SA114350441B1 - نظام لتحلية ماء البحر - Google Patents
نظام لتحلية ماء البحر Download PDFInfo
- Publication number
- SA114350441B1 SA114350441B1 SA114350441A SA114350441A SA114350441B1 SA 114350441 B1 SA114350441 B1 SA 114350441B1 SA 114350441 A SA114350441 A SA 114350441A SA 114350441 A SA114350441 A SA 114350441A SA 114350441 B1 SA114350441 B1 SA 114350441B1
- Authority
- SA
- Saudi Arabia
- Prior art keywords
- water
- electrode
- salinity
- chamber
- cell
- Prior art date
Links
- 238000010612 desalination reaction Methods 0.000 title claims description 42
- 239000013535 sea water Substances 0.000 title abstract description 18
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 92
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 47
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 claims abstract description 32
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims abstract description 26
- 238000009830 intercalation Methods 0.000 claims abstract description 25
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims abstract description 25
- 230000002687 intercalation Effects 0.000 claims abstract description 22
- 239000003011 anion exchange membrane Substances 0.000 claims abstract description 12
- 239000012267 brine Substances 0.000 claims abstract description 11
- HPALAKNZSZLMCH-UHFFFAOYSA-M sodium;chloride;hydrate Chemical compound O.[Na+].[Cl-] HPALAKNZSZLMCH-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 11
- 239000000376 reactant Substances 0.000 claims abstract description 10
- 238000006479 redox reaction Methods 0.000 claims abstract description 7
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 claims abstract description 6
- NUJOXMJBOLGQSY-UHFFFAOYSA-N manganese dioxide Chemical compound O=[Mn]=O NUJOXMJBOLGQSY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N Fe2+ Chemical compound [Fe+2] CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 5
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 claims description 5
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 claims description 5
- 230000009467 reduction Effects 0.000 claims description 5
- 229960002089 ferrous chloride Drugs 0.000 claims description 4
- NMCUIPGRVMDVDB-UHFFFAOYSA-L iron dichloride Chemical compound Cl[Fe]Cl NMCUIPGRVMDVDB-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 4
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 claims description 4
- 229940075397 calomel Drugs 0.000 claims description 2
- ZOMNIUBKTOKEHS-UHFFFAOYSA-L dimercury dichloride Chemical compound Cl[Hg][Hg]Cl ZOMNIUBKTOKEHS-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 2
- 230000033116 oxidation-reduction process Effects 0.000 claims description 2
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 2
- 235000005078 Chaenomeles speciosa Nutrition 0.000 claims 1
- 240000000425 Chaenomeles speciosa Species 0.000 claims 1
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 claims 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 claims 1
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 abstract description 8
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 abstract description 6
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 abstract description 5
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 35
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 25
- 230000008569 process Effects 0.000 description 20
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 16
- 238000001223 reverse osmosis Methods 0.000 description 14
- 239000013505 freshwater Substances 0.000 description 9
- 150000001450 anions Chemical class 0.000 description 8
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 description 8
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 8
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 8
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 238000004821 distillation Methods 0.000 description 6
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 6
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 6
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 5
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 5
- 238000002242 deionisation method Methods 0.000 description 4
- 238000000909 electrodialysis Methods 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 239000000047 product Substances 0.000 description 4
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 4
- 229910021578 Iron(III) chloride Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002033 PVDF binder Substances 0.000 description 3
- 235000015107 ale Nutrition 0.000 description 3
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 3
- 238000002848 electrochemical method Methods 0.000 description 3
- 239000007772 electrode material Substances 0.000 description 3
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 3
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 3
- RBTARNINKXHZNM-UHFFFAOYSA-K iron trichloride Chemical compound Cl[Fe](Cl)Cl RBTARNINKXHZNM-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 3
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 3
- 229920002981 polyvinylidene fluoride Polymers 0.000 description 3
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 3
- 238000006722 reduction reaction Methods 0.000 description 3
- -1 salt ions Chemical class 0.000 description 3
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 2
- SECXISVLQFMRJM-UHFFFAOYSA-N N-Methylpyrrolidone Chemical compound CN1CCCC1=O SECXISVLQFMRJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 2
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 239000011530 conductive current collector Substances 0.000 description 2
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 2
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 239000003014 ion exchange membrane Substances 0.000 description 2
- SQQMAOCOWKFBNP-UHFFFAOYSA-L manganese(II) sulfate Chemical compound [Mn+2].[O-]S([O-])(=O)=O SQQMAOCOWKFBNP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 229910000357 manganese(II) sulfate Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 2
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 2
- 101150040772 CALY gene Proteins 0.000 description 1
- BHPQYMZQTOCNFJ-UHFFFAOYSA-N Calcium cation Chemical compound [Ca+2] BHPQYMZQTOCNFJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241001505523 Gekko gecko Species 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910015645 LiMn Inorganic materials 0.000 description 1
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HFWPXARYYXLTQE-UHFFFAOYSA-N [Mg].[K].[K] Chemical compound [Mg].[K].[K] HFWPXARYYXLTQE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PUZPNGOUOAKZCU-UHFFFAOYSA-N [O-2].[O-2].O.O.[Mn+2].[Mn+2] Chemical compound [O-2].[O-2].O.O.[Mn+2].[Mn+2] PUZPNGOUOAKZCU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 239000006230 acetylene black Substances 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 239000004964 aerogel Substances 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 125000000129 anionic group Chemical group 0.000 description 1
- 239000012736 aqueous medium Substances 0.000 description 1
- 239000010953 base metal Substances 0.000 description 1
- 238000010923 batch production Methods 0.000 description 1
- 229910001424 calcium ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 210000000170 cell membrane Anatomy 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 1
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 238000010924 continuous production Methods 0.000 description 1
- 238000002484 cyclic voltammetry Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000011033 desalting Methods 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000011263 electroactive material Substances 0.000 description 1
- 238000003411 electrode reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 230000005274 electronic transitions Effects 0.000 description 1
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 1
- 238000011010 flushing procedure Methods 0.000 description 1
- 235000003599 food sweetener Nutrition 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Substances [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WBJZTOZJJYAKHQ-UHFFFAOYSA-K iron(3+) phosphate Chemical class [Fe+3].[O-]P([O-])([O-])=O WBJZTOZJJYAKHQ-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 230000000670 limiting effect Effects 0.000 description 1
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 230000028161 membrane depolarization Effects 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- 230000036961 partial effect Effects 0.000 description 1
- 239000013618 particulate matter Substances 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- HNJBEVLQSNELDL-UHFFFAOYSA-N pyrrolidin-2-one Chemical compound O=C1CCCN1 HNJBEVLQSNELDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000008001 rakum palm Nutrition 0.000 description 1
- 230000027756 respiratory electron transport chain Effects 0.000 description 1
- 239000012266 salt solution Substances 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 241000894007 species Species 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 239000003765 sweetening agent Substances 0.000 description 1
- 230000000930 thermomechanical effect Effects 0.000 description 1
- 150000003623 transition metal compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229910000314 transition metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 1
- 238000009834 vaporization Methods 0.000 description 1
- 230000008016 vaporization Effects 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/46—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods
- C02F1/469—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrochemical separation, e.g. by electro-osmosis, electrodialysis, electrophoresis
- C02F1/4693—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrochemical separation, e.g. by electro-osmosis, electrodialysis, electrophoresis electrodialysis
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/46—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods
- C02F1/4604—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods for desalination of seawater or brackish water
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D61/00—Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
- B01D61/42—Electrodialysis; Electro-osmosis ; Electro-ultrafiltration; Membrane capacitive deionization
- B01D61/44—Ion-selective electrodialysis
- B01D61/46—Apparatus therefor
- B01D61/461—Apparatus therefor comprising only a single cell, only one anion or cation exchange membrane or one pair of anion and cation membranes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/46—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods
- C02F1/469—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrochemical separation, e.g. by electro-osmosis, electrodialysis, electrophoresis
- C02F1/4691—Capacitive deionisation
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/46—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods
- C02F1/469—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrochemical separation, e.g. by electro-osmosis, electrodialysis, electrophoresis
- C02F1/4693—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrochemical separation, e.g. by electro-osmosis, electrodialysis, electrophoresis electrodialysis
- C02F1/4695—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrochemical separation, e.g. by electro-osmosis, electrodialysis, electrophoresis electrodialysis electrodeionisation
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2103/00—Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated
- C02F2103/08—Seawater, e.g. for desalination
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Hydrology & Water Resources (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Urology & Nephrology (AREA)
- Water Treatment By Electricity Or Magnetism (AREA)
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
- Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)
Abstract
نظام لتحلية ماء البحر Sea Water Desalination System الملخـــص يتعلق الاختراع الحالي بخلية كهروكيميائية electrochemical cell لمعالجة treating الماء تشتمل على واحد على الأقل من حجرة ماء water chamber مشكلة للاحتفاظ بالماء الذي ستتم معالجته؛ إلكترود أكسدة-اختزال redox electrode واحد على الأقل يشتمل على مواد متفاعلة reactants قادرة على قبول وإجراء تفاعل الأكسدة-الاختزال العكسيreversible redox reaction باستخدام أيون ion سالب واحد على الأقل موجود في الماء؛ إلكترود إقحام intercalation electrode واحد على الأقل قادر على استيعاب وإقحام intercalating أيون موجب واحد على الأقل موجود في الماء، حيث يكون إلكترود الإقحام مغموراً في حجرة الماء أو منفصلاً عن حجرة الماء بواسطة فاصل مسامي اختياري optional porous separator؛ وغشاء تبادل أنيوني anion exchange membrane يفصل إلكترود الأكسدة-الاختزال عن حجرة الماء. ويمكن أن تستخدم الخلية لتحلية الماء الذي يتضمن مدى واسع من مستويات الملوحة salinities، بما في ذلك ماء البحر، وماء مالح. ويمكن أن تستخدم الخلية أيضاً لجمع الملح salt، الذي يمكن أن يستخدم لاحقاً لترك
Description
١ البحر ela نظام لتحلية
Sea water desalination system الوصف الكامل خلفية الاختراع يتعلق الاختراع الحالي عموماً بمجال تحلية desalination الماء المالح ¢salt water وبشكل أكثر تحديداً يتعلق بطريقة كهروكيميائية electrochemical method لفصل الأملاح salts عن ماء البحر sea water وتتعلق هذه الطريقة بتركيز محلول ملحي brine concentration وانتاج 0 ملح. ويعتبر أقل من 7١ من الماء الموجود على سطح الأرض مناسباً للاستهلاك المباشر من قبل البتشر وفي الصناعات. وتزود البحيرات والأنهار معظم الماء العذب السطحي surface fresh ater وتعاني العديد من الأماكن التي لا تتمتع بموقع جغرافي قريب من هذه الأنهار والبحيرات من شح الماء العذب. وبالرغم من أن نقل الماء العذب من البحيرات والأنهار خلال أنابيب طويلة وسحب الماء الجوفي العذب underground fresh water يعتبر من الحلول الشائعة؛ إلا أن هذه ٠ المصادر تصبح شحيحة مع مرور الزمن. وعادة .يتم تمثيل ملوحة salinity الماء من خلال مقدار إجمالي المواد الصلبة total A ("TDS") dissolved solid يتم التعبير عنه بوحدة ملغم/لتر من الأملاح الذائبة salts 0. وتتفاوت ملوحة ماء البحر من 7٠٠06١9 إلى 770080 ملغم/لترء ويعتبر المتوسط © ملغم/لتر مقبولاً كمقدار 105 في ماء البحر. وعموماً يعتبر الماء الذي يكون فيه مقدار Vo 2105 أكثر من 0-”7٠٠١ 00 شديد الملوحة للشرب. ولا يوجد تعريف مقيد للماء المالح Brackish water ويمكن أن تتراوح ملوحته؛ اعتمادأة على موقعه؛ من ٠000 إلى TDS Fors ويعبر الماء الذي يحتوي على ملوحة تتراوح من ons إلى ٠٠٠١ 708 قابلاً للشرب؛ ولكن عادة يكون له طعم قوي. ويعمل مزودو الماء في العالم على إبقاء مقدار TDS أقل من ٠0٠0 بالنسبة للماء العذب.
اس ويحتوي ماء البحر على العديد من جزيئات species الأملاح. ويحتوي ماء البحر في المتوسط على You vv ملغم/لتر من (TDS حيث يبلغ مقدار كلوريد الصوديوم sodium chloride 0 ملغم/لترء ويكون المقدار المتبقي الذي 200٠ aly ملغم/لتر بشكل أولى عبارة عن أيونات صم كالسيوم ccaleim بوتاسيوم potassium مغنيسيوم «سةهعدع» والكبريتات .sulfate © ويعتبر الحصول على الماء العذب من خلال تحلية الماء المالح وماء بحر من الممارسات القديمة. وتعتبر التحلية الحرارية we thermal distillation أقدم الطرق المستخدمة لتحلية distillation ماء البحر على أساس تجاري؛ واستمر استخدام طرق التحلية المطورة إلى اليوم. حيث تتضمن العملية تقطير distilling الماء المالح وتكثيف condensing بخار الماء للحصول على ٠ الماء العذب. إلا أنه من الممكن الحصول على ماء عذب بنقاوة purity تصل Sie إلى أقل من TDS Yo باستخدام التقطير cdistilation إلا أنه تعتبر من الطرق التي تستهلك الطاقة بكثافة energy-intensive process نظراً إلى الحرارة النوعية specific heat والحرارة الكامنة latent heat الكبيرة اللازمة لتبخير vaporization الماء . ولذلك؛ فإنه من المجدي تجارياً في الأماكن التي يتوفر فيها الكثير من الحرارة المهدورة Se cwaste heat بالقرب من محطات الطاقة power lly ¢plants Vo يكون الماء العذب فيها شحيحاً لأسباب طبيعية؛ Mie المناطق الساحلية القاحلة Jie الخليج الفارسي؛ أو في الأماكن التي تتوفر فيها الطاقة بشكل زهيد؛ مثل الشرق الأوسط. وتتضمن التقنيات الحديثة في التقطير الحراري عدة مراحل للإيماض multistage flash (1577) والتقطير متعدد التأثير (MED) 0010-6056) distilation ولأنه يتوجب sale) استخدام الحرارة الناتجة من تكثيف condensation بخار الماء من أجل جعل تكلفة عمليات التقطير lad Ye فإن الترتيبات arrangements الميكانيكية الحرارية thermo-mechanical تعتبر Aulus في هذه العمليات. إضافة إلى ذلك؛ نظراً إلى التكلفة الحرارية الإضافية؛ فإن منشآت التقطير الكبيرة جداً هي فقط التي تحقق فعالية طاقة جيدة. وعموماً؛ يتراوح استهلاك الطاقة من © إلى 4 كيلو Tokay في المنشآت الكبيرة. وتستخدم عملية التناضح العكسي ('RO") reverse osmosis أغشية membranes _شبه YO منفذة semipermeable وقوة هيدروليكية hydraulic force دافعة تتراوح من ١5١ إلى Yeo رطل/بوصة" لإزالة المواد الصلبة الذائبة من الماء المالح أو ماء البحر. وعند الضغط العالي؛
تتحرك جزئيات الماء خلال الغشاء بينما تتحرك أيونات الملح بمعدل يبلغ أضعاف مقدار الماء. وبالتالي؛ تتم إزالة أغلبية الأملاح بواسطة التناضح العكسي 80. وبشكل عام؛ تتطلب الملوحة العالية قيم ضغط عالية للتحلية؛ ales تستخدم مراحل ضغط متعددة لدفع الماء خلال غشاء RO إلا أن عملية التناضح العكسي RO تعتبر ذات تكلفة عالية؛ وبشكل نموذجي؛ تتطلب تحلية ماء 0 البحر طاقة تتراوح من © إلى ٠١ كيلو واط/م' باستخدام عملية التناضح العكسي 80. كذلك؛ بسبب تدفق كتلة الماء خلال الغشاء؛ فإنه من الممكن أن تعمل الجسيمات particulates والشوائب impurities الأخرى الموجودة في ماء التغذية feed water على سد clog وتلويث foul الغشاء إلا إذا تمت معالجة الماء pre-treated بحذر بشكل مسبق. وتتضمن العمليات الأخرى التي يتم أجراءها باستخدام RO مشاكل أخرى Jian في تكلفة التركيب ورأس المال المرتفعين. بالإضافة إلى ٠ ذلك؛ نتيجة لضغط الدفع driving pressure العالي في الجانب الأمامي لغشاء التناضح العكسي «RO والضغط الخلفي المنخفض المقابل؛ فإنه ليس من غير المألوف أن يذهب أكثر من 71760 من
ماء التغذية إلى التيار المنصرف waste stream أثناء عملية التناضح العكسي RO ومن بين تقنيات التحلية الحديثة؛ تم استخدام طرق كهروكيميائية electrochemical حيث تتمثل إحدى الطرق الكهروكيميائية في الديلزة الكهربائية As ("ED") electrodialysis عبارة عن VO عملية لغشاء hay بالفلطيةة .voltage-driven membrane ويُستخدم الجهد الكهربائتي electric potential لتحريك الأملاح خلال elie لتترك الماء العذب بصفته منتج. وتنتفع عملية ED من كون معظم الأملاح الذائبة في الماء عبارة عن أيونات dons حيث تكون أما ذات شحنة موجبة أو سالبة. ولأن الشحنات المتشابهة تتنافر والشحنات المتشابهة تنجذب إلى بعضها البعض؛ تنتقل الأيونات_ باتجاه الإلكترودات electrodes التي لها شحنة معاكسة. ويمكن إعداد الأغشية Ye #عمضطصت_المناسبة بحيث تتيح التمرير الانتقائي selective passage للأيونات الموجبة أو السالبة. Ay محلول ملحي saline solution تنتقل الأيونات الذائبة Jie الصوديوم sodium الشحنة الموجبة والكلور chloride سالب الشحنة إلى الإلكترودات electrodes ذات الشحنة المعاكسة؛ حيث تمر من خلال الأغشية المختارة التي تتيح مرور إما الكاتيونات cations أو الأنيونات canions ولكن ليس كليهما؛ من خلالها. وأثناء عملية الديلزة الكهربائية ED يتم تخفيف Yo المحتوى ald) في قناة الماء, بينما تتشكل المحاليل المركزة Concentrated عند الإلكترودات. A وحدة ديلزة كهربائية ED unit يتم ترتيب الأغشية sale بنمط متتاوب calternating pattern
غشاء انتقائي للأنيونات anion-selective membrane يليه غشاء انتقائي للكاتيونات cation selective membrane وتتشكل المحاليل المركزة والمخففة في الحيز الذي يقع بين الأغشية المتناوبة membranes عتناد«عالهة» ويطلق على الحيز المحدود بغشاءين خلية ا(ه. وتتألف وحدات ED النموذجية من عدة مئات من الخلايا المرتبطة ببعضها باستخدام الإلكترودات؛ ويشار ٠ إليها بالرصيص stack ويمر ماء التغذية من خلال كل الخلايا بشكل متزامن لتزويد تدفق مستمر Wl continuous flow المحلى desalinated water وتيار ثابت من الناتج المركز
concentrate (المحلول الملحي (brine من الرصيص. ومن أشكال عملية ED عملية تسمى بعملية الديلزة الكهربائية المعاكسة electrodialysis ("EDR") reversal التي يتم تشغيلها بنفس Taal) العام الخاص بوحدة (BD باستثناء أن كل من ٠ قنوات المنتج وناتج التركيز تكون متماثلة البنية. وعلى فترات لعدة مرات في ساعة؛ تُعكس قطبية polarity الإلكترودات؛ الأمر الذي يؤدي إلى انجذاب الأيونات بالاتجاه المعاكس عبر الأغشية. ومباشرة بعد الانعكاس» تتم إزالة الماء الناتج إلى أن يتم تنظيف flushed out الخطوط واستعادة جودة quality الماء المرغوبة. ويستغرق التنظيف بضع ثوان فقط قبل مواصلة إنتاج الماء. وتعتبر العملية العكسية Sade في تكسير القشور scales الناتجة من التنظيف»؛ الوحل Byes slimes من Vo الرواسب deposits في الخلايا قبل أن يسبب تجمعها تأثيرات سلبية. ويساعد التنظيف في التقليل من مشكلة تلوث الغشاء. ولأن تدرج تركيز concentration gradient الأملاح يلعب دوراً loge في بنية الغشاء ثنائي القطب هذه؛ ترتفع الفلطية اللازمة للمحافظة على التدرج مع ارتفاع مقدار التدرج. إلا أنه لا يمكن رفع الفلطية إلى أعلى من فلطية التحلل الكهربائي للماء؛ والتي تبلغ أكثر من dal ١,7 ولذلك فإن المقدار الأقصى للملوحة التي تعمل 201/80 عنده يعتبر محدود. Yo وتتيجة لذلك؛ تستخدم هذه التقنية عادة لتحلية الماء المالح؛ وليس الماء مرتفع الملوحة مثل slo
البحر. ويكون نزع ls) الوسعي ('CD) Capacitive Deionization عبارة عن ike امتصاص كهربائي electrosorption حيث تتم إزالة الأيونات من الماء المالح باستخدام تدرج مجال electric field gradient (Sb jes بصفته القوة الدافعة force ع0:70. ويتدفق تيار التغذية المالح Yo خلال الإلكترودات التي تتألف من مواد Jie مركبات هلامية acrogels أساسها الكربون. ويكون للمركبات الهلامية الهوائية هذه مساحة سطحية مرتفعة؛ تتزاوح بشكل نموذجي من Een إلى
٠ عم"/غمء؛ الأمر الذي يسهم في سعة للشحنة أكبر من اللوح المسطح البسيط. وينقل تيار مستمرء؛ بفرق جهد يتراوح من ١ إلى all ١ وتنجذب الكاتيونات إلى الإلكترود الأنودي؛ وتنجذب الأنيونات إلى الإلكترود الكاثودي. وتبقى الأيونات عند سطح الإلكترود في طبقة كهربائية مزدوجة .electric double layer وبإمكان هذه التقنية أن تعمل على تحلية الماء المالح الذي يتضمن ملوحة © أولية تتراوح من ٠0080 إلى 5000 TDS لتصل إلى أقل من + © (TDS بحيث يصبح صالحاً للشرب. وباستخدام تصميم جيد للنظام» بشكل نموذجي؛ يمكن استعادة 7976 من طاقة التعبئة المخزنة في عملية التفريغ. ونتيجة لذلك؛ يكون صافي استهلاك الطاقة في نزع الأيونات الوسعي CD Capacitive Deionization أقل من ١# كيلو واط/م '. ومع ذلك؛ لا يمكن تحلية الماء الذي يحتوي على ملوحة تصل إلى أكثر من حوالي TDS 400١9 باستخدام هذه العملية؛ بما أن تدرج ٠ التركيز je المجال الوسعي capacitive field يكون HIS بحيث لا Sa فصله عن طريق تطبيق القوة الكهربائية الساكنة .clectrostatic force ومن أمثلة تقنيات نزع الأيونات الوسعي تلك المكشوف عنها في براءة الاختراع الأوروبية رقم 7747775 حيث تتضمن الطريقة وفقاً لهذه الوثيقة نزع الأيونات من المائع عن طريق جعل المائع الداخل يتدفق خلال مسار تدفق محدد بواسطة حاجزين للشحنات Jf وثان؛ نقل أنيون أول ge Vo المائع المتدفق إلى الداخل إلى الكتروليت أول يقع على جانب حاجز الشحنات الأول المقابل للمائع المتدفق إلى الداخل؛ ملامسة الالكتروليت مع مادة الكترود أولى لتشكيل مادة الكترود أولى مؤكسدة؛ نقل كاتيون J من المائع المتدفق الداخل إلى الكتروليت ثان؛ يقع على جانب Sala الشحنات الثاني المقابل للمائع المتدفق إلى الداخل؛ وامتزاز الكاتيون الثاني على مادة الالكترود الثانية من أجل نزع الأيونات من المائع. Ye وكما وصف أعلاه؛ تتضمن تقنيات التحلية المختلفة الموجودة العديد من المزايا والعيوب. فعلى سبيل المثال؛ بالرغم من أن تقنيتي CD و BD تعتبر فعالة من ناحية الطاقة ويمكن تحجيمها لوحدات صغيرة بشكل تجاري؛ إلا أنها لا تعتبر مناسبة لتحلية ماء البحر. ويمكن استخدام التناضح العكسي RO والتقطير الحراري MED Jie و MSF لتحلية ماء البحرء إلا أنها تتطلب الكثير من الطاقة ولا يمكن تصميها بحجم مجدي تجارياً. ولتجنب أوجه القصور هذه وغيرهاء فقد كشف عن Yo طريقة تحلية كهروكيميائية جيدة ذات فعالية عالية؛ ALB للتحجيم بشكل عال؛ وهي فعالة لتحلية الماء مرتفع الملوحة مثل ماء البحر. ل
الوصف العام للاختراع يهدف الاختراع الحالي إلى تزويد طريقة للتحلية الكهروكيميائية clectrochemical desalination بفعالية عالية للطاقة وقابلية تحجيم scalability عالية تعمل على مدى من مستويات الملوحة La salinities في ذلك مستويات الملوحة العالية مثل ماء البحر. ويهدف الاختراع الحالي © أيضاً إلى تزويد طريقة تحلية كهروكيميائية؛ يمكن أن تستخدم لتركيز محلول ملحي لتطبيقات أخرى بطريقة قابلة للتحجيم وتكلفة فعالة. ونتيجة lA فقد كشف عن خلية كهروكيميائية electrochemical cell لمعالجة treating الماء حيث تفصل أيونات الملح الموجبة والسالبة عن cele) ويتم اختزالها reduced أو أكسدتها oxidized عند الإلكترودات المعنية؛ وتكون YER 3 gall فيزيائياً ممتصة cabsorbed ممتزة adsorbed ٠ أو مقحمة intercalated كنتيجة لتطبيق الفلطية voltage المناسبة. وقد كشف أيضاً عن طرق لإزالة الأملاح removing salts باستخدام الخلية الكهروكيميائية هذه. وتوضح الرسوم المرافقة المدمجة والتي تشكل جزء من هذه المواصفة؛ العديد من تجسيدات الاختراع التمثيلية وتشرح» مع وصفهاء مبادئ الاختراع. Vo شرح مختصر للرسومات الشكل ١ : عبارة عن مخطط يبين البنيات البلورية crystalline structures ل MnO2 الرئيسية. الشكل ١ : مخطط القياس الفلطي الدوري cyclovoltammogram ل Na-MnO2 لأشكال بلورية مختلفة J 2 .. ٠٠ الشكل ؟ : عبارة عن تمثيل لجهاز التحلية desalination device الذي كشف عنه في وضع التحلية desalination mode (التعبثة -(charging Jal ؛ : Ble عن JAS لجهاز التحلية الذي كشف عنه في وضع التركيز concentration mode (التفريغ (discharging .
-- الوصف التفصيلي: WS استخدم ls يقصد بمصطلح 'تحلية "desalination أو أشكالها المتنوعة إزالة الأيونات jons المفردة؛ Jie 1757 و CT من مصدر ماء أولي initial water source بحيث تكون ملوحة الماء المحلى desalinated أقل من ملوحة مصدر الماء الأولي. LS 5 استخدم (la يقصد ب "إضافة الملوحة resalination وأشكالها المتنوعة إضافة الأيونات المفردة؛ Jie 1087 و CT إلى مصدر الماء الأولي بحيث تكون ملوحة الماء الذي أضيفت إليه الملوحة أكبر من ملوحة مصدر الماء الأولي. وكما استخدم هناء يقصد ب "خلية كهروكيميائية "electrochemical cell وأشكالها المتنوعة جهاز قادر على تسهيل التفاعلات الكيميائية chemical reactions من خلال إدخال الطاقة
.electrical energy الكهربائية ٠
وكما استخدم هناء يقصد ب "إلكترود إقحام "intercalation electrode وأشكاله المتنوعة مادة فعالة كهربائياً electro-active تعمل كمادة صلبة مضيفة host يتم lead إقحام عكسي reversibly intercalated لجزيئات أيونية زائرة guest من الإلكتروليت ©1را16000©. ويمكن أن يتضمن إلكترود الإقحام صراحة أو بطبيعته مجموع تيار موصل conductive current collector يعمل على تسهيل
.electron transfer لإلكتروني ١ الانتقال - ١
وكما استخدم هناء يقصد ب "إلكترود الأكسدة-الاختزال redox electrode " وأشكاله المتنوعة حجم من محلول ملحي بإمكانه تغيير حالة الأكسدة oxidation فيه نتيجة للأيون السالب من الماء الملحي الداخل إلى حيز إلكترود الأكسدة-الاختزال. ويمكن أن يحتوي إلكترود الأكسدة-الاختزال بصراحة أو بطبيعته على مجمع تيار موصل يعمل على تسهيل الانتقال الإلكتروني.
7 ويتعلق الاختراع» في العديد من التجسيدات RE بطرق للتحلية الكهروكيميائية electrochemical desalination التي تتضمن فعالية طاقة عالية وقابلية تحجيم scalability عالية؛ (Says استخدامها لتحلية desalinate الماء الذي يحتوي على درجة متفاوتة من مستويات الملوحة csalinitios من الملوحة المرتفعة؛ Jie ماء البحرء إلى ملوحة أقل؛ Se الماء المالح.
وقد كشف أيضاً عن خلية كهروكيميائية لمعالجة الماء؛ مثلاً لتحلية الماء. وفي أحد التجسيدات؛ تشتمل الخلية الكهروكيميائية على إلكترود الأكسدة-الاختزال واحد على الأقل يشتمل
على مواد reactants Ale lie قادرة على تخزين أيونات سالبة بتفاعل الأكسدة-الاختزال عكسي من بين المواد المتفاعلة. ويتمثل أحد الأمثلة غير المحدودة على إلكترود الأكسدة-الاختزال في إلكترود يشتمل على مواد متفاعلة قادرة على إجراء تفاعل الأكسدة-الاختزال حديدوز 100109-حديديك ferric o وفي أحد التجسيدات؛ تشتمل الخلية الكهروكيميائية على إلكترود إقحام بلوري crystalline intercalation electrode واحد على الأقل قادر على استيعاب الأيون الموجب؛ على سبيل JE إلكترود إقحام يشتمل على SB أكسيد المنغنيز manganese dioxide ويمكن أن يتخذ ثاني أكسيد المنغنيز أشكال بلورية cowie بما في ذلك الأشكال 0 (ألفا مطدلة) م (beta Gy) 7 (غاما «(gamma § (دلتا ¢(delta و A (لامدا (lambda وكما يبين الشكل oF يتضمن الشكل ألفا مجاري tunnels ٠ أحادية البعد cone-dimensional ويتضمن الشكل دلتا مركب بطبقات ثنائية الأبعاد two- ل10105:0ل. وفي أحد التجسيدات؛ يكون لثاني أكسيد المنغنيز شكل بلوري يعمل على تكبير المقحمات؛ Jie الشكل ألفا والشكل دلتا. وفي وسط مائي؛ تتفكك الأملاح إلى أيونات موجبة (كاتيونات (“cations وأيونات سالبة (”أنيونات ("anions ويمكن أن تنقل الأيونات بشكل انتقائي من حيز مائي إلى آخر من خلال Vo غشاء ملائم بتسليط مجال كهربائي ملائم. وتحت تأثير المجال الكهربائي؛ تتحرك الأنيونات والكاتيونات في اتجاهات متعاكسة؛ كل منها باتجاه الإلكترود ذي الشحنة المعاكسة. وتسمى الأغشية التي تسمح انتقائياً بمرور الأنيونات anions بشكل أولي من خلالها؛ ولكن تعيق انتقال الكاتيونات بأغشية تبادل أيوني للأنيونات (AEM) anionic jon exchange membranes وتشتمل الخلية الكهروكيميائية الموصوفة هنا أيضاً على غشاء تبادل أنيوني؛ له ثبات كيميائي وميكانيكي Yo جيدء بالإضافة إلى انتقال بروتوني proton منخفض. وفي أحد التجسيدات؛ يكون غشاء التبادل الأنيوني عبارة عن Fumasep® FAB (من شركة (FuMA-Tech GmbH ألمانيا). وفي أحد التجسيدات؛ تشتمل الخلية الكهروكيميائية على حجرة ماء واحدة على الأقل مشكلة للاحتفاظ بالماء الذي ستتم معالجته؛ على سبيل المثال تحليته أو إضافة ملوحة إليه. وفي العديد من التجسيدات؛ يشتمل الماء الذي ستتم تحليته على ماء بملوحة تبلغ 50٠0 ملغم/لتر على YO الأقل؛ مثلاً تتراوح ملوحته من ٠٠٠١ إلى TO ve ملغم/لتر. وفي تجسيد «GAT يشتمل الماء الذي ل ye
ستضاف إليه ملوحة على ماء تبلغ الملوحة فيه أقل من 50٠0 ملغم/لتر؛ مثلاً تبلغ ملوحته أقل من ٠ ملغم/لتر أو حتى أقل من ov ملغم/لتر.
وفي أحد التجسيدات؛ تشتمل الخلية الكهروكيميائية أيضاً على مزود للقدرةبامردرن؟ power قادر على تسليط فلطية voltage كافية لجعل إلكترود الأكسدة -الاختزال redox electrode موجباً
أكثر من الكترود الإقحام Jintercalation electrode
Jas, الخلية الكهروكيميائية اختيارياً على العديد من المخارج outlets أو الحجرات التي يمكن أن تستخدم اعتماداً على الاستخدام النهائي Jad cond-use سبيل المثال؛ يمكن أن تشتمل الخلية على مخرج واحد على الأقل لإزالة الماء المعالج. Say أيضاً أن تشتمل الخلية الكهروكيميائية على حجرة واحدة على الأقل لجمع الملح.
١ وقد كشف أيضاً عن طريقة لتحلية coll حيث تشتمل على ماء متدفق له ملوحة تبلغ أقل من 2٠٠0 ملغم/لتر؛ مثلاً تتراوح ملوحته من ٠٠٠١ إلى 780806 «fale يتدفق خلال خلية تحلية كهروكيميائية تشتمل على: إلكترود الأكسدة-الاختزال واحد على الأقل يشتمل على مواد متفاعلة قادرة على تخزين أيون سالب بتفاعل اختزال وأكسدة عكسي بين المواد المتفاعلة؛ إلكترود إقحام بلوري crystalline intercalation electrode واحد على الأقل قادر على استيعاب الأيونات
Vo الموجبة؛ وغشاء تبادل أنيوني لإنتاج ماء معالج بملوحة تبلغ أقل من ٠0٠0 ملغم/لترء مثلاً تبلغ ملوحته أقل من You ملغم/لترء أقل من ٠٠١ ملغم/لترء أو أقل من ٠ ملغم/لتر. وفي أحد التجسيدات؛ تستخدم الطريقة العديد من اللوغاريتمات للتحكم بتدفق المواد إلى الخلية و/أو إلى خارجها. Jad سبيل المثال؛ يمكن أن تستخدم الطريقة خوارزمية algorithm للتحكم بشكل كامل أو جزئي بتدفق المواد المتفاعلة أو الماء الذي ستتم معالجته إلى الخلية و/أو إلى خارجها.
9 وفي أحد التجسيدات؛ تشتمل الطريقة أيضاً على إضافة الملح إلى النظام المحلى سابقاً6 عن طريق وصل إلكترود الأكسدة- لاختزال والكترود الإقحام بحمل إلكتروني electronic load وفي هذا التجسيد؛ تزود خطوة التحلية الطاقة إلى الحمل الإلكتروني.
ويمكن أن تشتمل الطريقة على تسليط فلطية مع مزود قدرة كافية لجعل إلكترود الأكسدة- الاختزال موجباً أكثر من إلكترود الإقحام.
electrochemical يزود الاختراع الحالي خلية تحلية كهروكيميائية dale وكما ذكر Yo
«desalination cell وطريقة لاستخدامها لتركيز محلول ملحي brine لتطبيقات أخرى بطريقة قابلة ل
-١١- وفعالة من ناحية التكلفة. وفي هذا التجسيد؛ تشتمل الطريقة أيضاً على جمع scalable للتحجيم الملح الذي أزيل بواسطة عملية التحلية؛ وإضافة الملح الذي جمع إلى محلول ملحي صناعي لزيادة تركيزه. industrial brine وفيما يلي شرح أكثر تفصيلاً؛ لكنه لا يحد من الاختراع؛ لمخططات العملية والتفاعل التي يقوم عليها الاختراع الحالي. © تفاعل الأكسدة-الاختزال عند إلكترود الأكسدة-الاختزال أدناه: ١ يمكن تمثيل تفاعل الإلكترود بواسطة مخطط التفاعل ١ مخطط التفاعل أثناء الأكسدة؛ و CI + FeCl, — FeCl; + © أثناء الاختزال. FeCl; + > — CI + FeCl ٠١ فلط. ١,١7 حوالي ١ ويكون الجهد الكهربائي بمخطط التفاعل
HCL جزيثي. ويتراوح تركيز ١ جزيئي إلى حوالي 0,١ من حوالي FeCl ويتراوح تركيز
FeCl من حوالي ١.٠جزيئي إلى حوالي ¥ جزيئي. وفي أحد التجسيدات التمثيلية؛ استخدم محلول جزيئي. ١0١ تركيزه HCL جزيئي في ١ تركيزه متراكمات الصوديوم في صفيف ثاني أكسيد المنغنيز Yo تل كل «Na مثل cwater-reactive ions الفلزات التي تتضمن أيونات تتفاعل مع الماء إلى جهدها abla على الإلكترودات في المحاليل المائية plated “ع *له©؛ لا يمكن أن تطلى هذه Al فإن أي محاولة lll ونتيجة Jal electrochemical potential الكهروكيميائي الفلزات على إلكترود سالب في خلية كهروكيميائية يمكن أن ينتج عنه تفاعل مع الماء وإنتاج غاز الأيونات بشكل A ولذلك؛ لا يمكن metal plating الهيدروجين؛ بدلا من الطلاء الفلزي Ye كهروكيميائي من المحلول المائي عن طريق الطلاء. ولكن؛ يمكن أن يتم إقحام بعض من أيونات أكسيد SB فلزات المجوعة 1 و ]1 في مركب فلزي انتقالي مناسب؛ حيث تعزل عن الماء. ويعتبر ولكن؛ لا MnO; أحد هذه الأنظمة الشائعة؛ وقد وضح إقحام 1107 و 16 في (MnO,) المنغنيز مخطط يبين ١ الشكل Jia البلورية إقحام فلزات قاعدية بشكل جيد جداً. MnO, يمكن لكل أشكال التي تعتبر مفضلة في MnO, ويبين الشكل ١؛ أشكال ألفا ودلتا ل MnO, بنيات بلورية كبيرة من Yo أحد تجسيدات الاختراع الحالي. ل yy أدناه: oF عن طريق مخطط التفاعل MnO; Nat التفاعل العام للإقحام Jia ويمكن مخطط التفاعل ؟: للإقحام؛ و Na* + MnO; + ¢ — Na,(MnO»), (ومصا)يد11 لإزالة المقحمات. — Na" + MnO, + ن
° ويعتبر مخطط التفاعل ؟ زائف السعة pseudo-capacitive في الطبيعة؛ بما أنه يتعامل مع شحنات أيونية جزئية. علاوة على ذلك؛ لا يتضمن مخطط التفاعل 7 جهد للإلكترود وفقاً لمعايير نيرنستيان Nernstian بشكل بحت.
ويمتل الشكل ١ مخطط القياس الفلطي الدوري ل Na-MnO, لأشكال بلورية مختلفة من 0. وقد سجلت النقاط المرجعية بين صفر و ٠١ مقابل الإلكترود المرجعي» قطب كالومل ٠ المشبع ¢(SCE) في محلول مائي من ,114.50 تركيزه ١,١ جزيئي عند معدل مسح بلغ ٠١ ملي فلط/ثانية. ويحدث معظم الإقحام بين ١,١ فلط و ١,9 فلط» كما يبين الشكل 7. ومن المقبول عموماً إمكانية عكس إقحام All) مقحمات 1407 و KT في ومن صفيف Sk 100: matrix MnO; خلال عدد كبير من الدورات. وقد استغلت هذه الخاصية في الاختراع الحالي. وبالرغم من أنه قد تم الكشف عن أشكال بلورية من :1000 معينة هناء إلا أنه 5 .من المفهوم أن التجسيدات الأخرى يمكن أن تستخدم بلورات أخرى لإقحام Nat و 16. وفي الحقيقة؛. إن أي مركب بإمكانه استضافة أيونات Na أو 16 عند جهد كهروكيميائي بفضل الإقحام يعتبر مناسباً لاستخدام في الطريقة المكشوف عنها. وعلى سبيل (Ji تتضمن بلورات الجهد الأخرى؛ على سبيل المثال لا الحصرء (LiMn; مركبات فسفات الحديد؛ تراكيب سبيكية من أكاسيد فلزية انتقالية. ٠ وسيتضح الاختراع الحالي بشكل أكثر من خلال الأمثلة غير المحددة التالية؛ التي يراد منها أن تكون تمثيلية للاختراع لا أكثر. المثال .١ خلية كهروكيميائية للتحلية تفاعل أكسدة-اختزال حديدوز إلى كلوريد الحديديك تمت أكسدة محلول ماء بتركيز بلغ ١١ جزيئي من كلوريد الحديدوز في HCL بتركيز ٠.١ Yo جزيثي إلى كلوريد حديدك باستخدام أيون الكلور (CI) الذي ينتشر خلال غشاء تحت تأثير جهد ل
١ كهربائي. واختزل كلوريد الحديديك إلى كلوريد الحديدوز بطريقة مفضلة قوية عن طريق التخلي عن أيون 1©؛ التي ينتشر خلال الغشاء. غشاء تبادل أيوني للأنيونات «FuMA-Tech GmbH (من شركة Fumasep® FAB استخدم غشاء تبادل أنيوني من نوع ١ ألمانيا)؛ الذي تصل انتقائيته للأنيونات أكثر من 797 وله مقاومة كهربائية تبلغ أقل من مم. ١١ وتبلغ سماكته AY إلى ١ تتراوح من pH أوم/سم"؛ ويكون مستقراً عند درجة حموضة
MnO,— تحضير ألفا على نطاق المختبر كما يلي. وقد لوحظ أنه (MnO, ll) MnO, تم تحضير مقدار من من الممكن الوصول إلى إنتاج حجمي كبير من ألفا-10007 باستخدام عمليات صناعية أخرى. وتم ٠٠١ تركيزه MnSO4.H0 جزيئي و١٠٠7 مل من 6,١ تركيزه KMnOy مل من Yoo تحضير Vo جزيئي وتم تسخينهما بشكل منفرد إلى درجة حرارة بلغت ١٠”م. ووضع محلول 1610004 في دورق وأضيف محلول ,10050 قطرة قطرة إلى .ultrasonic bath فوق صوتي ales وقلب في beaker precipitation بنيةٌ اللون. واستمر الترسيب precipitate وظهرت مادة مترسبة JKMnO4 محلول وأخرج الدورق من الحمام فوق الصوتي وسمح له بالترسب MnSO4 إلى أن استهلك كل محلول عند سرعة centrifiged ساعة وعرض المحلول مع المادة المترسبة للفرز بالطرد المركزي sad ٠5 دورة في الدقيقة لمدة دقيقتين. وبعد التخلص من السائل؛ غسلت المادة المترسبة بماء ٠ وعرض للفرز بالطرد المركزي مجدداً عند سرعة بلغت 9000 دورة في (ID) منزوع الأيونات لمدة ساعتين. وأخيراً A الدقيقة لمدة دقيقتين. واستعيدت المادة المترسبة وجففت في خواء عند ساعة. ١١ لدنت المادة المترسبة الجافة الناتجة في الهواء عند 6٠0٠م لمدة
MnO; تحضير إلكترود \K (is 770( مع أسود الأسيتيلين (by 2970( الذي حضر أعلاه MnO,- Wl خلط وزناً). وأضيفت بضع قطرات من ١-مثيل -؟- 7٠١( (PVDF) ومسحوق فلوريد متعدد فينيليدين وطحن المسحوق (PVDF حسب الحاجة لإذابة مسحوق 1-methyl-2-pyrrolidinone بيروليدينون ٠,١ ووضعت العجينة على صفيحة غرافيت كثافتها .06 paste وحول إلى عجينة سميكة "م في خواء لمدة ٠١١ غم/سم” لتشكيل إلكترود. وبعد ذلك حُمّص الإلكترود عند درجة حرارة بلغت Yo ؛ ساعات. ل
-؟١- تجميع assembly خلية التحلية الكهروكيميائية electrochemical desalination cell الشكل ؟ عبارة عن تمثيل لجهاز التحلية desalination device وفقاً للاختراع في وضع التحلية desalinating (التعبئة ع«نع«داء). وكما يبين الشكل oF شكلت خلية تحلية كهروكيميائية بواسطة stack pana) يحتوي على إلكترود لوحي أول من الغرافيت first graphite plate ١١ electrode © حجرة ١١١ chamber تحتوي على إلكتروليت حديدي cron electrolyte غشاء تبادل أيوني للأنيونات 1١4 AEM حجرة تدفق رئيسية VY main flow chamber غشاء مسامي اختياري VO optional porous membrane )¢ وطبقة ١١١ MnO; layer مركبة أصلاً على إلكترود لوحي ثاني من الغرافيت AVY وتتضمن الحجرة Bie ١١١ للدخول ١١5 inlet port ومنفذ للخروج ٠١8 outlet port يتدفق من خلالهما الماء المالح saline water حسب Jalal ٠١ وتم توصيل الإلكترود الأول ١١١ بالطرف الموجب positive terminal ووصل الإلكترود الثاني ١١١ بالطرف السالب negative من مزود القدرة ١٠١ power supply أثناء التعبئة (التحلية (desalinating . ويمكن أن يمنع الغشاء المسامي الاختياري ١١١ جسيمات مادة particulate matter موجودة في التيار المتدفق flow stream من التلامس مع طبقة VT MnO, وبذلك يساعد في ٠ منع أو التقليل من خسارة طبقة MnO, عن طريق الكشط .abrasive loss وفي أحد التجسيدات التمثيلية؛ كان حجم الإلكتروليت الحديدي في الحجرة ١١ حوالي Jaw VT وكان حجم السائل في حجرة التدفق الرئيسية ١١١7 حوالي ؛ سم". وتراوح حجم الإلكتروليت الحديدي في الحجرة ١١ من حوالي © سم" إلى Yo سمأ وتراوح حجم السائل في حجرة التدفق الرئيسية ١١١7 من ١ سم" إلى © Ja 7 وحقن محلول أ له تركيب ماء البحر النموذجي تبلغ ملوحته 32000 TDS خلال منفذ الدخول ١١9 لملء الحجرة VY وسلطت فلطية قصوى بلغت ١,8 فلط على الخلية ٠١١ مع ضبط lal) الأقصى maximum current عند YOu ملي أمبير. fay تيار الخلية عند You ملي أمبير وانخفض تدريجياً إلى Yo ملي أمبير؛ dies هذه النقطة توقفت التعبئة. وأزيل المحلول الذي في الحجرة ١١١7 من خلال منفذ الخروج VIA بواسطة محقنة وخزن بصفته المحلول ب. Yo والشكل ؛ عبارة عن تمثيل لجهاز التحلية وفقاً للاختراع في وضع التركيز (تفريغ). وحقنت دفعة جديدة من المحلول أ في الحجرةٍ ١١١7 من خلال منفذ الدخول VV ووصل الطرفين ١١١ yoo
و١١ بحمل إلكتروني ٠6١ كما يبين الشكل 4. وبدء التفريغ عند تيار بلغ ٠00 ملي أمبير واستمر إلى أن انخفض التيار والفلطية إلى Yoo ملي أمبير و7١ فلط؛ على الترتيب. وأزيل المحلول الذي في الحجرة ١١١7 من خلال dite الخروج ١١8 بواسطة محقنة وخزن بصفته المحلول ° وقيست TDS af لمحلولين ب و ج. وبلغت قيمة 105 في المحلول ب 0809٠9 وفي المحلول ج بلغت .273008١6 ومن الواضح؛ أنه قد تمت تحلية desalinated المحلول ب وإضافة ملوحة resalinated إلى المحلول ج. وتعطي عملية التفريغ discharge process الموصوفة في الشكل ؛ النظام system فرصة لاستعادة الكثير من الطاقة energy التي استهلكت في عملية
التحلية؛ وبذلك تتحسن فعالية النظام بشكل كبير.
power على الخلية من مصدر القدرة voltage عند تسليط الفلطية oF وكما يبين الشكل ٠١ خلال غشاء تبادل أنيوني ١١١7 الحجرة الرئيسية AVY CT يتحرك الأيون ٠١ supply ولا يمكن أن تتحرك أيونات FeCl إلى FeCh إلى الإلكتروليت الحديدي ويحول VV AEM وفي ABM أو *263 بالاتجاه المعاكس نظراً إلى الانتقائية العالية لغشاء التبادل الأنيوني Fe? خلال الغشاء المسامي الاختياري ١١١7 في الحجرة الرئيسية ١١ Nat تتحرك أيونات ccd) نفس
١١١ optional porous membrane ٠ ويتم إقحامها في طبقة NYT MnO, وتشكل إزالة الأيونات المفردة 1787 و ]© عملية التحلية.
وكما يبين الشكل 4؛ عند إطلاق الفلطية وتزويد مسار للإلكترونات على شكل حمل إلكتروني 160 يحدث تفاعل الأكسدة-الاختزال المعكوس. dy حجرة الإلكتروليت الحديدي VY يتحرر أيون !© ١7 نتيجة لاختزال FeCl; إلى .60 ويتقدم من خلال ١١ AEM
٠ إلى الحجرة الرئيسية VY وبشكل جوهري لا يسمح لأيونات Nat من الحجرة ١١١7 بالمرور في الإلكتروليت الحديدي نظرً لانتقائية غشاء التبادل الأنيوني VY E ABM العالية. وفي نفس الوقت؛ تتم إزالة إقحام de-intercalate أيون ١١ Na® من طبقة ١١١ MnO, وتنتقل خلال الغشاء المسامي الاختياري ١١١ إلى الحجرة الرئيسية VY وتشكل إضافة أيونات Nat و CT المفردة عملية إضافة الملوحة.
Yo ويتم تلويث الإلكتروليت الحديدي تدريجياً ب NaCl وأملاح أخرى من الماء المالح؛ لأن غشاء التبادل الأنيوني ABM ليس انتقائياً SLY vr يمكن أن تكون هنالك حاجة لمقادير
ل yt يمكن أن ينتج عن جعل الإلكتروليت oll مولية بكميات مختلفة في خطوات العملية المختلفة. على سبيل المثال عن طريق السماح للإلكتروليت الحديدي بالتدفق dynamic الحديدي ديناميكياً «discarding أو التخلص منه creconditioning تجديده treatment إلى النظام وخارجه للمعالجته تعبئة الإلكتروليت الجديد. sale) الخلية؛ نتيجة conductance تحسين إيصالية
° ويمكن أن يتدفق إلكتروليت الماء المالح الجديد إما كعملية دفعية أو عملية متواصلة مما يحسن من فعالية التحلية. إضافة إلى ذلك؛ يمكن تقسيم العميلة نفسها على عدد من الخلايا ذات متغيرات مختلفة يتم تشغيلها عند أمداء ملوحة مختلفة بحيث تتحسن الفعالية الكلية.
وأحياناً يمكن أن لا تكون قطبية الإلكترود قد أزيلت depolarized بالكامل نتيجة Al حركيات lagging kinetics إزالة المقحمات .de-intercalation ويمكن إعداد النظام بطريقة تعمل ٠ فيها الخلية على عكس قطبيتها Sad polarity زمنية معروفة؛ مع استمرار مراقبة الفلطية والتيار؛ وبالتالي تتم إزالة قطبية depolarizing صفيف MnO, وتجديده. ويمكن أن cally النظام من العديد من الخلاياء يتم تشغيلها باستخدام ذكاء أتوماتي» حيث بينما تكون بعض الخلايا تقوم بالتحلية؛ يقوم بعضها بإضافة الملوحة ويخضع بعضها لإزالة القطبية. وتعمل هذه الخلية الكهروكيميائية جيداً بالماء ذي الموصلية العالية؛ ولذلك بتقدم عملية ١ التحلية؛ يتناقص تيار الخلية وفعاليتها. وعند مستويات التمليح salination المنخفضة يمكن أن تكون تقنيات og al مثل التحلية السعوية أو التحلية بالتناضح العكسي RO أكثر فعالية. لذلك فإنه من الممكن استخدام التجسيدات الموصوفة هنا كجهاز تحلية مسبقة upstream desalination device للتقليل من مقدار TDS الأولي إلى قيمة (J حيث يمكن استخدام تقنية أخرى بعده لتحسين الفعالية الكلية لكامل المحطة. ٠ في نظام عملي؛ يمكن أن توضع عدة خلايا على التوالي بشكل كهربائي وبشكل متواز هيدروليكياً لتشكيل رصيص كهروكيميائي لزيادة استخدام المادة. ويمكن أن يشتمل الرصيص بشكل نموذجي على ١ إلى ٠٠١ خلية.
Claims (1)
- -١١- عناصر الحمابة تشتمل على: dua celal) treatment لمعالجة electrochemical cell خلية كهروكيميائية واحدة على الأقل مشكلة للاحتفاظ بالماء الذي ستتم معالجته؛ water chamber حجرة للماء reactants واحد على الأقل يشتمل على مواد متفاعلة redox electrode Jalsa.) إلكترود reversible redox reaction تفاعل الأكسدة-الاختزال العكسي shaly قادرة على قبول سالب واحد على الأقل موجود في الماء؛ on باستخدام أيون o واحد على الأقل 08 على استيعاب وإقحام intercalation electrode إلكترود إقحام أيون موجب واحد على الأقل موجود في الماء؛ حيث يكون إلكترود الإقحام intercalating optional porous مغموراً في حجرة الماء أو مفصولاً عن حجرة الماء بواسطة فاصل مسامي ¢separator saa يفصل إلكترود الأكسدة-الاختزال عن anion exchange membrane غشاء تبادل أنيوني "7 كافية لجعل إلكترود voltage قادر على تسليط فلطية power supply الماء؛ مزود قدرة الأكسدة-الاختزال موجباً أكثر من إلكترود الإقحام؛ ‘treated water لإزالة الماء المعالج JN واحد على outlet مخرج salt واحدة على الأقل لجمع الملح chamber حجرة ferrous يشتمل إلكترود الأكسدة-الاختزال بشكل مفضل على محلول كلوريد الحديدوز Gua Vo <hydrochloric acid في حمض الهيدروكلوريك chloride «manganese dioxide يشتمل إلكترود الإقحام بشكل مفضل على ثاني أكسيد المتغنيز dua «delta أو دلت alpha من نوع ألفا crystallographic form وبشكل مفضل على شكل بلوري تشتمل الحجرة dua) وفقاً لعنصر الحماية electrochemical cell ؟- الخلية الكهروكيميائية - ٠ salinity لاحتواء الماء الذي ستتم معالجته الماء الذي تصل ملوحته AE chamber .desalinated ملغم/لتر على الأقل لتحليته ٠ حيث تشتمل الحجرة ١ وفقاً لعنصر الحماية electrochemical cell الخلية الكهروكيميائية —V أقل من salinity المشكلة لاحتواء الماء الذي ستتم معالجته على ماء تبلغ ملوحته chamber vo-١ إليه. resalinated ملغم/لتر لإضافة الملوحة ٠ حيث تشتمل الطريقة على: oll desalinating ؛؟- طريقة لتحلية ملغم/لتر على الأقل خلال خلية تحلية كهروكيميائية ٠0٠١ salinity تبلغ ملوحته ole تدفق وفقاً لأي من عناصر الحماية السابقة؛ electrochemical desalination cell ° الماء الذي reactants واحد على الأقل من المواد المتفاعلة flow بتدفق controlling التحكم cell إلى داخل الخلية cdesalinated water أى الماء المحلى cdesalinated ستتم تحليته وخارجها؛ إلى الماء المحلى سابقاً عن طريق وصل إلكترود الأكسدة- resalinating إضافة ملوحة إلكتروني Jess intercalation electrode والكترود الإقحام redox electrode الاختزال ٠٠١ telectronic load كافية لجعل إلكترود الأكسدة-الاختزال power supply تسليط فلطية باستخدام مزود قدرة موجباً أكثر من إلكترود الإقحام؛ و tdesalination المزال بواسطة عملية التحلية salt جمع الملح industrial brine يتم لاحقاً إضافة الملح الذي جمع إلى محلول ملحي صناعي yo salinity 4a slay anion exchange membrane حيث يخرج الماء من غشاء التبادل الأنيوني Le 150 إلى ٠١ ملغم/لتر» يفضل أن تتراوح ملوحته من © ٠٠ تبلغ أقل من electronic load الطاقة إلى الحمل الإلكتروني resalinating وتزود إضافة الملوحة حيث تتراوح ملوحة الماء الذي of الماء وفقاً لعنصر الحماية desalinating طريقة لتحلية -# ٠ ملغمإلتر. 70٠٠ إلى ٠٠٠١ ستتم تحليته من ve ها ROR PoP WANNA, Boke | اي ا لالت ا ا 7 ا (la) (بيتا) انأ ب و حا جب يب now VAVAVaviv viva SINE PAVAVAVAV.VAVAVAS 23 ا VaAVAVAVAY,VAVAYATA (Lt) (Ly) ١ الشكل السابقة dike ل- Y =لم ارم ل ال re 0 IIIT] STARTER ارم Lo AT Are) الها EN A ; Fe Sey p45 a pt ee al LH رياس / الأمدا) {a التفنية السابفة 1 L & y 1 ٍ , 0 5 a ©) J 3 SUSIE بر - 3 الا ا سب ا 1 وم لت ص ا 1 7 (te) احم § 5 ا + 3 : A - 29) + (13) TF an 1 Le —— ” | 7 (a) £ الجهد الكهرباني/فلط مقابل قطب كالومل المشيع الشكل ؟ٌِ 5 > + 2 i bo 1 = poe = سر ؟ = و تراد اح ل 0 + 7 7 : إٍْ EY | Ea pT eatin ب bo 5) - i : ٍُ نا = ْ Sr . re ® 10 vad 1 7 ا 0 * الشكلIS 58 ا = Te 5 ] 7 1 : =: .ا 8 2 جه ا د ع # BEN ©) اا HIRE أ الح ا 8 INE FO NU he 8 1 3 ®7 i 10; = تر". r Na : » £ genمدة سريان هذه البراءة عشرون سنة من تاريخ إيداع الطلب وذلك بشرط تسديد المقابل المالي السنوي للبراءة وعدم بطلانها أو سقوطها لمخالفتها لأي من أحكام نظام براءات الاختراع والتصميمات التخطيطية للدارات المتكاملة والأصناف النباتية والنماذج الصناعية أو لائحته التنفيذية صادرة عن مدينة الملك عبدالعزيز للعلوم والتقنية ؛ مكتب البراءات السعودي ص ب TAT الرياض 57؟؟١١ ¢ المملكة العربية السعودية بريد الكتروني: patents @kacst.edu.sa
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US13/863,948 US9340436B2 (en) | 2013-04-16 | 2013-04-16 | Sea water desalination system |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SA114350441B1 true SA114350441B1 (ar) | 2016-01-14 |
Family
ID=50434133
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SA114350441A SA114350441B1 (ar) | 2013-04-16 | 2014-04-15 | نظام لتحلية ماء البحر |
Country Status (7)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US9340436B2 (ar) |
EP (1) | EP2792644B1 (ar) |
JP (1) | JP6482769B2 (ar) |
KR (1) | KR102070243B1 (ar) |
CN (1) | CN104108771B (ar) |
IL (1) | IL231870B (ar) |
SA (1) | SA114350441B1 (ar) |
Families Citing this family (28)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20140197034A1 (en) * | 2013-01-15 | 2014-07-17 | Israel Yaar | Capacitive Conveyor-Belt Desalination |
US9670077B2 (en) | 2013-04-16 | 2017-06-06 | Palo Alto Research Center Incorporated | Redox desalination system for clean water production and energy storage |
US9673472B2 (en) * | 2015-06-15 | 2017-06-06 | Palo Alto Research Center Incorporated | Redox desalination system for clean water production and energy storage |
IL245966B (en) * | 2015-06-15 | 2021-05-31 | Palo Alto Res Ct Inc | An oxidation-based desalination system for producing clean water and energy storage |
CN105800744A (zh) * | 2016-05-17 | 2016-07-27 | 哈尔滨工业大学 | 便携式海水淡化装置及包括该装置的净水杯 |
KR101872125B1 (ko) * | 2016-11-29 | 2018-06-27 | 서울대학교산학협력단 | 탈염 및 산화제 제조가 가능한 수처리 시스템 |
JP6879791B2 (ja) * | 2017-03-13 | 2021-06-02 | 一般財団法人電力中央研究所 | 放射性汚染水処理装置、放射性汚染水処理システム |
US10550014B2 (en) | 2017-08-11 | 2020-02-04 | Palo Alto Research Center Incorporated | Electrochemical desalination system with coupled electricity storage |
KR101997877B1 (ko) * | 2017-10-12 | 2019-07-08 | 한국에너지기술연구원 | 전기 생산과 지하수 처리가 동시에 가능한 농도차 발전 수처리 장치 |
IL264680B (en) * | 2018-02-07 | 2022-09-01 | Palo Alto Res Ct Inc | Electrochemical desalination system |
US10821395B2 (en) | 2018-02-07 | 2020-11-03 | Palo Alto Research Center Incorporated | Electrochemical desalination system |
DE102019102977A1 (de) | 2018-02-07 | 2019-08-08 | Palo Alto Research Center Inc. | Elektrochemisches system zur flüssigtrockenmittelregeneration |
US11884561B2 (en) | 2018-10-22 | 2024-01-30 | Robert Bosch Gmbh | Conversion materials for electrochemical removal of chloride-containing salts from water |
US11884560B2 (en) | 2018-10-22 | 2024-01-30 | Robert Bosch Gmbh | Conversion materials for electrochemical water softening |
US11834354B2 (en) | 2018-10-22 | 2023-12-05 | Robert Bosch Gmbh | Anion insertion electrode materials for desalination water cleaning device |
US11597661B2 (en) * | 2018-11-13 | 2023-03-07 | Robert Bosch Gmbh | Intercalation-based materials and processes for softening water |
US11185823B2 (en) | 2018-11-26 | 2021-11-30 | Palo Alto Research Center Incorporated | Electrodialytic system used to remove solvent from fluid and non-fluid flows |
US11117090B2 (en) | 2018-11-26 | 2021-09-14 | Palo Alto Research Center Incorporated | Electrodialytic liquid desiccant dehumidifying system |
US10988391B2 (en) * | 2018-12-27 | 2021-04-27 | Robert Bosch Gmbh | Desalination electrode |
US11015875B2 (en) * | 2019-04-17 | 2021-05-25 | Palo Alto Research Center Incorporated | Electrochemical heat pump |
US20200399149A1 (en) * | 2019-06-21 | 2020-12-24 | Robert Bosch Gmbh | Desalination device |
US20210039970A1 (en) * | 2019-08-08 | 2021-02-11 | Robert Bosch Gmbh | Desalination device electrode activation |
DE102020210205A1 (de) | 2020-08-12 | 2022-02-17 | BSH Hausgeräte GmbH | Entkalken von Wasser in einem wasserführenden Elektrohaushaltsgerät |
US11925903B2 (en) | 2020-12-18 | 2024-03-12 | Xerox Corporation | Electrodialysis heat pump |
US20220223885A1 (en) | 2021-01-14 | 2022-07-14 | Palo Alto Research Center Incorporated | Electrochemical device with efficient ion exchange membranes |
US11532831B1 (en) | 2021-07-30 | 2022-12-20 | Palo Alto Research Center Incorporated | Redox-active compounds and uses thereof |
US11872528B2 (en) | 2021-11-09 | 2024-01-16 | Xerox Corporation | System and method for separating solvent from a fluid |
US11944934B2 (en) | 2021-12-22 | 2024-04-02 | Mojave Energy Systems, Inc. | Electrochemically regenerated liquid desiccant dehumidification system using a secondary heat pump |
Family Cites Families (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2799638A (en) * | 1954-08-17 | 1957-07-16 | Dorr Oliver Inc | Purification of solutions by ionic transfer |
US3761369A (en) * | 1971-10-18 | 1973-09-25 | Electrodies Inc | Process for the electrolytic reclamation of spent etching fluids |
US3996064A (en) | 1975-08-22 | 1976-12-07 | The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration | Electrically rechargeable REDOX flow cell |
CS218296B1 (en) * | 1980-10-30 | 1983-02-25 | Antonin Stehlik | Method of continuous regeneration of the iron trichloride solution |
JP2856333B2 (ja) * | 1990-06-06 | 1999-02-10 | バブコツク日立株式会社 | 電気透析装置およびそれを用いた電気透析方法 |
US6592738B2 (en) * | 1997-01-31 | 2003-07-15 | Elisha Holding Llc | Electrolytic process for treating a conductive surface and products formed thereby |
CN101600516B (zh) * | 2006-02-10 | 2012-08-08 | 坦南特公司 | 产生喷射的、电化学活化液体的方法和设备 |
AU2007345554B2 (en) * | 2007-02-01 | 2012-07-19 | General Electric Company | Desalination method and device comprising supercapacitor electrodes |
CN101270368B (zh) * | 2008-05-19 | 2010-12-29 | 哈尔滨工业大学 | 有机废水梯级利用生物产氢的方法 |
JP2012512326A (ja) * | 2008-12-18 | 2012-05-31 | ザ ユニバーシティー オブ クイーンズランド | 化学物質の生成のためのプロセス |
KR20110080893A (ko) | 2010-01-07 | 2011-07-13 | 삼성전자주식회사 | 탈이온 장치 |
WO2012061429A2 (en) | 2010-11-02 | 2012-05-10 | Fabio La Mantia | Batteries for efficient energy extraction from a salinity difference |
CN102176380B (zh) * | 2011-01-26 | 2016-06-01 | 中国海洋大学 | 一种氧化还原反应电化学电容器 |
CN102951706B (zh) * | 2011-08-17 | 2014-07-02 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种含盐、含氯离子的废水的处理方法 |
CN102502927B (zh) * | 2011-12-22 | 2013-06-12 | 浙江大学 | 一种苦咸水海水淡化与浓缩回收矿盐装置及其方法 |
-
2013
- 2013-04-16 US US13/863,948 patent/US9340436B2/en not_active Expired - Fee Related
-
2014
- 2014-03-25 KR KR1020140034692A patent/KR102070243B1/ko active IP Right Grant
- 2014-03-26 CN CN201410116716.8A patent/CN104108771B/zh not_active Expired - Fee Related
- 2014-03-31 JP JP2014071459A patent/JP6482769B2/ja active Active
- 2014-04-02 IL IL231870A patent/IL231870B/en active IP Right Grant
- 2014-04-07 EP EP14163773.6A patent/EP2792644B1/en not_active Not-in-force
- 2014-04-15 SA SA114350441A patent/SA114350441B1/ar unknown
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2014210257A (ja) | 2014-11-13 |
JP6482769B2 (ja) | 2019-03-13 |
EP2792644A1 (en) | 2014-10-22 |
CN104108771A (zh) | 2014-10-22 |
US9340436B2 (en) | 2016-05-17 |
KR20140124324A (ko) | 2014-10-24 |
EP2792644B1 (en) | 2019-02-20 |
CN104108771B (zh) | 2017-06-06 |
KR102070243B1 (ko) | 2020-03-02 |
IL231870B (en) | 2020-03-31 |
US20140305800A1 (en) | 2014-10-16 |
IL231870A0 (en) | 2014-08-31 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
SA114350441B1 (ar) | نظام لتحلية ماء البحر | |
US9670077B2 (en) | Redox desalination system for clean water production and energy storage | |
Welgemoed et al. | Capacitive deionization technology™: an alternative desalination solution | |
Pan et al. | Electrokinetic desalination of brackish water and associated challenges in the water and energy nexus | |
AU2016203644B2 (en) | Redox desalination system for clean water production and energy storage | |
JP2019141835A (ja) | 電気化学的液体乾燥剤再生システム | |
EA025677B1 (ru) | Низкоэнергетическая система и способ опреснения морской воды | |
Tran et al. | A review of recent advances in electrode materials and applications for flow-electrode desalination systems | |
US20150329384A1 (en) | Rechargeable electrochemical cells | |
US11820681B2 (en) | Voltage-controlled anion exchange membrane enabling selective ion affinities for water desalination and device containing the same | |
US20210171369A1 (en) | Methods of removing contaminants from a solution, and related systems | |
KR20210086554A (ko) | 전기화학적 정수 디바이스 | |
AU2016203645B2 (en) | Redox desalination system for clean water production and energy storage | |
Khodadousti et al. | Batteries in desalination: A review of emerging electrochemical desalination technologies | |
Altin et al. | Comparison of electrodialysis and reverse electrodialysis processes in the removal of Cu (II) from dilute solutions | |
EP2569255A1 (en) | Method and system for disposal of brine solution | |
KR102373244B1 (ko) | 다중채널 배터리 탈염시스템 | |
Seed et al. | The DesEL system–capacitive deionization for the removal of ions from water | |
US20230054443A1 (en) | Water softening intercalation materials | |
Snyder et al. | Desalination of Brackish Water and Associated Challenges in the Water and Energy Nexus | |
Wang | Faradaic materials and processes for the electrochemical separation of alkali and alkaline earth metal ions | |
WO2023147290A2 (en) | Salinity exchange for low-cost and high-quality potable water | |
Richardson et al. | Desalting in wastewater reclamation using capacitive deionization with carbon aerogel electrodes |