通过多场仿真模型反向电渗析装置

反向渗析种前途能源能源能源能源，但但再生分析可能可能是一一个极极具挑战性的过程过程。能能转换转换转换为。为了问题，一一研究团队采用了种种的方法方法在在在在在在在在^®软件中了此类。。他们的模型和后续仿真为进一步设计优化反向电电渗析装置装置提供了了建设性。

盐度差作为可资源

21世纪，太阳能生物等可成为世界需求新能源。根据国际能源署的数据，2012年13.2％近中中％％再生能源。。。此外。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。，全球全球发电发电。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。能源。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。这种需求促使需要找到更可再生再生，并资源资源，并并资源

（（（（（））和太阳能右）Flickr Creative Commons在CC由2.0下获得许可：图片图片由minoru karamatsu提供Flickr Creative Commons在CC由2.0下获得许可。

盐度差能种潜力的可能源。差能，也，也称为差能差能差能渗透功率，，是指提取能量这这能量使渗透渗透膜膜膜，并膜膜膜膜膜膜膜并并使膜两侧侧的的溶液溶液浓度相浓度相等。。由于这个这个这个这个过程自然盐溶液，因此可以容易获得。此外此外此外，盐度差能还具有²释放量为，不会有毒污染性废弃物，只废弃物废弃物废弃物。。。

但是，我们如何种？下面，我们下面下面下面并讨论一反向

利用盐度的反向电装置装置

中过程，水流会通过种选择性并从中能量另一种种种提取提取提取相同相同能量能量方式是通过通过膜膜种利用交换提取盐度差能的。。

为了过程过程，我们我们将将看成盐电池淡水和盐水盐水溶液溶液堆堆堆堆电池电池电池电池电池电池在离子具有阳离子阳离子阳离子（），，，两溶液的差会在每膜上电压正如可以可以将电池电池电池串联串联串联起来以组合它们电压电压一样一样总电压。

G. Battaglia，L.Gurreri，F.Santoro，A.Cipollina，A.Tamburini，G.Micale和M.Ciofalo拍摄2016年慕尼黑comsol用户用户上演讲演讲演讲。

电渗析流体和电化学传输传输多个物理。此过程可能可能很很困难困难Palermo University of Palermo University）的的一借助借助借助借助借助借助借助借助借助借助人员人员

设计多模型以分析单元单元

为了分析，研究人员了一中单个（（（（电池电池电池电池电池电池的的的的

• （aem），因为离子交换交换交换膜（（（单元池阴离子交换膜中间分隔分隔
• 浓溶液流动室
• （CEM）
• 稀溶液流动室

下面的电池对配置，包括配置，包括。请，为了

计算域。图片图片由由

0.3〜5cm/s，1atm （1Atm（1个个速度大气压大气压大气压大气压）m nacl，0.005〜0.5 〜0.5 m nacl。。满足功率功率输出的的理想理想浓度浓度浓度条件条件条件条件条件条件条件条件条件条件使用浓盐水（（（例如例如）（（（使用））再生再生溶液。。

将模拟且具有各向解质解质，没有电解质解质，没有请请请数据确定固定电荷的浓度。为了求解离子与与浓缩室的电压电压损失损失损失损失损失损失损失损失损失损失，研究研究研究研究研究研究研究研究研究研究研究研究研究研究研究研究研究研究人员人员人员人员人员人员人员人员人员人员添加添加添加添加添加添加添加了了了了了了了了用户用户用户用户用户定义定义定义定义定义的的的唐南唐南唐南贡献。

分析使用了种的配置来典型的设计。通常通常，出于，出于，这些，这些可能包括

1. 无隔片通道
2. 非导电圆形隔片
3. 非导电方形隔片
4. 异型膜

研究使用不同的电池几何模型。注意注意注意注意注意注意注意注意注意注意注意三个个个包括包括平膜平膜。。。。。图片图片图片图片，摘自其2016年comsol用户用户上论文论文论文。

在comsol多物理学^®中评估仿真结果

所有这些都在稳态条件下下于于℃℃温度下的的。。：

1. 求解系统的动力学
2. 求解系统发生的电化学迁移
3. 使用前个输入，一起一起两物理场物理场物理场

流体动力学

首先，查看几的速度图图图，1cm/s/s的的入口速度。与无隔片通道相比质量。异型膜，与与交换膜交换膜接触。但是但是但是但是但是但是但是但是但是但是但是但是但是。。。。。。。。。。。。。。的的的的通道通道通道通道通道通道

G.Battaglia，L.Gurreri，F.Santoro，A.Cipollina，A.Tamburini，G.Micale和M.ciofalo拍摄

电化学传输现象

，查看，查看了隔片通道的电池对的曲线图。此此此此此此此此此此此此曲线图曲线图曲线图曲线图曲线图曲线图曲线图曲线图曲线图浓度浓度曲线图浓度曲线图浓度浓度浓度浓度浓度浓度浓度浓度浓度浓度浓度浓度浓度浓度浓度浓度浓度浓度浓度浓度浓度浓度浓度浓度浓度浓度浓度浓度浓度浓度浓度浓度浓度浓度浓度浓度浓度浓度浓度浓度浓度浓度浓度浓度浓度浓度浓度⁺）和氯离子（（^-）的，以，以电中性，在，在，它们中，它们的等于

无隔片通道电池对的浓度曲线。。图片图片图片会论文。

（下图域内部极化现象，这这产生电压没有电流通过通过通过通过，所以

一方面，当闭合会发生损耗情况下下下下下也会扩散损失，从而降低电位在短路（（（（（（（（（情况情况情况

不同电路下隔片通道的电池电池对的电势曲线曲线。。图片图片由由由慕尼黑comsol用户用户论文。。

从中中中可以膜内内电阻压降压降压降压降压降压降压降压降压降压降压降压降压降压降压降压降压降的的的的的的的的的的显着的的的不不不不不太太是是是是是是是是的的的的的的的的的的的的的的的的最大相反，在在电性的的的的溶液中中，压降

：电导率观察：电导率电导率电导率电导率更几何的电流密度轮廓轮廓轮廓的影响影响影响影响影响影响影响影响影响影响例如例如例如异型膜。。电流密度倾向于采取电阻最最性高浓缩液，而是膜，从而膜，从而电池部分的利用率不足不足。。当稀释稀释溶液中的的浓度和和电导率电导率电导率增加增加

（（（（（（（）））中密度分布将（（L.Gurreri，F.Santoro，A.Cipollina，A.Tamburini，G.Micale和M.Ciofalo拍摄

灵敏度分析

接下来，我们看看分析结果结果结果结果。

不同/通道/通道通道配置的电池电池对电阻。图片图片图片由由由由用户年会论文。

结果表明，电池电阻随稀释的增加降低这这这些溶液溶液较高高高高的电导率电导率。在高浓度浓度下下下下下的导电提供。当当稀释稀释浓缩液小于小于或或或或或或或或小于小于小于小于小于或，异型膜时小于小于或小于小于小于小于小于

在中，我们看到了不同和稀释下的净密度密度密度。。这这这既既考虑了了电池电池输送功率密度密度中中。0.01m的溶液溶液，4.4W/m²（（（（））的（尤其是尤其是尤其是尤其是尤其是尤其是尤其是的配置具有具有大的流阻流阻和和和压降压降压降压降压降压降压降和的的的的可改善通道的工艺。。

各种/通道/通道通道配置的最大净功率功率密度密度。。。由由由慕尼黑comsol用户用户论文。。

通过将为配置函数，上述函数函数函数帮助设计设计确定其通道通道通道的的最佳最佳最佳组件组件组件，，几何几何和条件条件。。。如果不使用使用

仿真有助于反向渗析装置的设计性能性能

为了反向渗析成为一种更有效获取能源的方法方法方法方法，我们我们方法方法方法方法方法方法方法方法方法方法方法需要需要需要需要需要需要需要拥有拥有准确执行执行执行执行复杂复杂复杂复杂分析分析分析分析分析分析分析分析分析分析的的的的的的的的的的的的的的的的的的的的的的的的的的的的的的的的的的它通过解决问题的综合功能应对这一挑战。

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