隨著煤、石油、天然氣等非再生能源的日益短缺,以及化石燃料燃燒帶來的環(huán)境污染,太陽能、風能、潮汐能等各種可再生的清潔能源興起。除此以外,還有正在興起的利用鹽差能發(fā)電的技術,如壓力延遲滲透法、反電滲析法、電容雙電層膨脹法和電容唐南電勢法等。本論文針對新能源領域的化學能和鹽差能,利用特定的電容裝置,將其轉(zhuǎn)換成電能�；谥泻蜐B析脫鹽的技術,提出了電容中和滲析法產(chǎn)能,將儲存在廢酸廢堿液中的化學能轉(zhuǎn)化成電能,而且還能同時對鹽溶液起到脫鹽的作用。通過在石墨電極上涂覆活性炭,大大提高了電容中和滲析的產(chǎn)能效果。基于電容唐南電勢法產(chǎn)能的技術,我們制備了石墨烯海綿這一新型材料,并對其進行表征,觀察了其表面形貌、測量了比表面積和孔徑分布、測試了它的拉曼光譜。將其應用于電極材料,與傳統(tǒng)的活性炭做電極材料相比,大大提高了電容唐南電勢法產(chǎn)能的性能。廢酸廢堿來源廣泛、產(chǎn)量巨大,鹽差能儲備豐富、分布范圍廣。能夠充分利用這兩種資源并將其轉(zhuǎn)換成電能,那么對于環(huán)境保護、資源能源節(jié)約等將起到一舉多得的作用。因此,發(fā)展新型能源技術有很好的應用前景和現(xiàn)實意義。
【學位單位】：華東師范大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：TM619
【部分圖文】：

2018 年華東師范大學碩士學位論文離子原理最早應用于去離子方面，由 Manabu Igawa 件由三個腔室構成，見圖 1-1。鹽溶液在中間兩邊的 A 室 B 室，A 室與 S 室之間隔以陽離子e)，S 室與 B 室之間隔以陰離子交換膜(腔室中的溶液以固定流量泵入。在 A、S 室之存在濃度差，所以酸溶液中的 H+會透過 CE溶液中的陽離子（M+）也透過 CEM 進入酸溶的氫氧根（OH-）與鹽溶液中的陰離子（L-），S 室中的 H+和 OH-發(fā)生中和反應生成水，以起到對鹽溶液脫鹽的作用。

圖 1-2 反電滲析裝置原理圖Fig.1-2 Schematic diagram of RED度梯度會引起離子由濃水室向淡水室遷移。以氯化鈉溶液為例，濃穿過陽離子交換膜進入其右邊的淡水室中，濃水室中的氯離子穿過相鄰的左邊的淡水室中，由于濃水室同時有陰陽離子的流出，淡水子的注入，所以濃水和淡水依然保持電中性。整體來看，鈉離子向，氯離子向左即負極方向流動，在器件內(nèi)部形成了定向的離子移動正極室中只有氯離子的注入，正極表面需要通過發(fā)生氧化反應使溶理，右側負極室中為了保持溶液的電中性需要發(fā)生還原反應。圖示，當然也存在許多其他的氧化還原體系。因此，當外接電路中連入件時，電子可以從正極經(jīng)過外接電路流向負極，膜電勢引起的正負化成了電流，從而產(chǎn)生電能。

圖 1-3 壓力延遲滲透裝置示意圖Fig.1-3 Schematic diagram of PRO.2 新型的鹽度差產(chǎn)能技術新興的鹽度差產(chǎn)能技術包括電容雙電層膨脹法產(chǎn)能（Capacitive Double Lpansion，CDLE）[6,7]和電容唐南電勢法產(chǎn)能（CapacitiveDonnanPotential，C，兩者的共同特征是以多孔碳材料作為電容器的電極材料，都是將化學能直接能。由于兩者都用了電容器結構，并都是將海水和淡水混合，所以 CDLE 和統(tǒng)稱為 CapMix，即電容混合產(chǎn)能。兩者的不同之處是 CDP 比 CDLE 多使用換膜，而 CDLE 比 CDP 多加了外接電源，所以 CDLE 中離子吸附與脫附的外接電源，而 CDP 是在正負電極表面各覆蓋一層陰陽離子交換膜，利用離的膜電勢作為驅(qū)動力，實現(xiàn)離子的吸附與脫附。與傳統(tǒng)的鹽度差產(chǎn)能
【參考文獻】

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1 郭崇武;李健強;;電鍍廢水處理技術與實踐[J];電鍍與環(huán)保;2012年04期

2 李興鰲;王博琳;劉忠儒;;石墨烯的制備、表征與特性研究進展[J];材料導報;2012年01期

3 楊月明;;我國電鍍廢水處理現(xiàn)狀及展望[J];廣州化工;2011年15期

4 傅玲;劉洪波;鄒艷紅;李波;;Hummers法制備氧化石墨時影響氧化程度的工藝因素研究[J];炭素;2005年04期

本文編號：2853026