AbstractsBiology & Animal Science

Abstract

Revers elektrodialyse (RED) er en fornybar, ikke-forurensende måte å generereelektrisitet på ved å blande vann med forskjellige saltkonsentrasjoner, e.g.elvevann og sjøvann. RED er avhengig av ioneselektive membraner. Dereseffektivitet kan bli beskrevet med deres effektive transporttall, som er ratioenmellom den målbare elektromotoriske kraften (Emf) over membranen og detideelle potensialet, som er sett på som det teoretiske maksimum. Her er detvist at den ikke-ideelle oppførselen til en ioneselektiv membran, det at denhar et effektivt transporttall under 1 og at det effektive transportallet går nedmed økende saltkonsentrasjon, kan bli forklart med elektroosmose. Dette er ikontrast til den utbredte tolkningen at det effektive transporttallet er et målpå selektiviteten til membranen. Vanntransporttallet beskriver retningen oggraden av elektroosmose.Denne tolkningen er testet eksperimentelt med Emf målinger av ioneselektivemembraner ved forskjellige konsentrasjoner. Fra resultatene er det vistat den anionselektive membranen Fumasep FAD oppfører seg som om den erhelt selektiv og har et vanntransporttall på -4.8±0.8 med saltvannsløsningeri konsentrasjonsområdet 2-30 gram natriumklorid (NaCl) per liter. Derfor,hvis produsenter som Fumatech vil produsere mer effektive membranertrenger de ikke å gjøre membranene mer selektive ovenfor ioner, men istedenformå de gjøre dem mer selektive ovenfor vann. Det er også vist teoretiskat vanntransporten i spesielle tilfeller kan gi transporttall over 1. Dette kanbidra til å forklare resultatene som nylig ble publisert av Nature.Effekten av denne modellen av det effektive transporttallet på predikertytelse av RED systemer ble undersøkt ved hjelp av Matlab simulasjoner.Det ble sammenliknet med hvordan det effektive transporttallet vanligvis erbehandlet, det vil si som en konstant som beskriver selektiviteten av membranen.Det effektive transporttallet er regnet ut fra Emf målinger og avhengerav konsentrasjonen som blir brukt under denne målingen. Det ble funnet atden gamle metoden er en god approksimasjon ved høye strømningshastigheter,med under 1 % forskjell ved strømningshastigheter over 1 mm/s, hvis deteffektive transporttallet er målt i konsentrasjonene ved innløpet. Hvis transporttalleter målt ved andre konsentrasjoner vil forskjellen være større. Denpredikerte kraftproduksjonen vil være 7 % mindre hvis konsentrasjonene 20og 30 g/l NaCl er brukt istedenfor 3 og 30 g/l NaCl. I disse simulasjonene etvanntransporttall på 10 var brukt. Et større vanntransporttall vil gi størreiiieffekt. Vanntransporttallene til ioneselektive membraner har blitt m°alt til °avære 4-50, men de fleste kommersielle membranene har ikke vanntransporttalls°a høye som 20-50.