گروه مهندسی شیمی

جلسه دفاع ازرساله دکترا آقای مصطفی طالبیان

جلسه با موضوع کاربست باتری نمک زدایی فلز-هوا(الکترودیالیز خوداتکاء) در فرایند نمکزدایی: مطالعه تجربی و مدل سازی ریاضی، در تاریخ سه شنبه 7 بهمن1404،برگزار می گردد.

جلسه دفاع ازرساله دکترا آقای مصطفی طالبیان با موضوع کاربست باتری نمک زدایی فلز-هوا(الکترودیالیز خوداتکاء) در فرایند نمکزدایی: مطالعه تجربی و مدل سازی ریاضی، از گروه مهندسی شیمی در تاریخ سه شنبه 7 بهمن1404، ساعت 8:30 دراتاق شورا ساختمان دهقانی برگزار می گردد.

استادان راهنما: دکتر امیر رحیمی ، دکتر محمدصادق حاتمی پور
چکیده: با توجه به محدودیت منابع آب شیرین و افزایش تقاضای جهانی، توسعه فناوری‌های الکتروشیمیایی پایدار برای نمک‌زدایی آب اهمیت فزاینده‌ای یافته است. سلول نمک‌زدایی فلز-هوا یک فناوری نوآورانه مبتنی بر باتری آلومینیوم–هوا سه‌محفظه‌ای است که امکان حذف یونی مؤثر از آب شور همراه با بازیابی انرژی را فراهم می‌کند. در این پژوهش، طراحی نمونه آزمایشگاهی سه‌محفظه‌ای شامل آند آلومینیومی، کاتد هوا کربنی و سه محفظه الکترولیت جداشده با غشاهای تبادل یونی کاتیونی و آنیونی انجام شده است. محلول NaOH به عنوان کاتولیت و آنولیت و محلول NaCl و Na2SO4 با غلظتهای متفاوت به عنوان خوراک مورد استفاده قرار گرفته است. در این مطالعه، ابتدا تحلیل فاکتوریل چندمتغیره برای شناسایی اثر مستقل و متقابل عوامل عملیاتی شامل شدت جریان الکتریکی، دبی جریان خوراک، زمان عملیات، غلظت نمک و نوع نمک انجام شد. نتایج نشان داد که زمان و شدت جریان الکتریکی به عنوان عوامل مستقل بر عملکرد حذف نمک بیشتر از اثر عوامل دیگر تاثیر دارد و این اثر مثبت است. در حالیکه اثر غلظت اولیه و نوع نمک منفی است و با افزایش سطح آنها، عملکرد نمک‌زدایی کاهش می‌یابد. اثر متقابل زمان و جریان الکتریکی، به‌طور مستقیم باعث رشد عملکرد نمک‌زدایی می‌شود، چرا که عملکرد نمک‌زدایی به‌طور مستقیم با حاصل‌ضرب جریان و زمان، یا همان بار الکتریکی عبوری (Q)، مرتبط است. تحلیل واریانس نشان داد که برای انرژی تولیدی سلول، متغیرهای زمان، غلظت اولیه، جریان الکتریکی و نوع نمک به‌عنوان عوامل اصلی معنی‌دار شناسایی شده‌اند (05/0>p). در میان آن‌ها، جریان الکتریکی بزرگ‌ترین ضریب مثبت (12/53) و بیشترین سهم را در تغییرات انرژی تولیدی سلول دارد و پس از آن زمان قرار می‌گیرد. این امر نشان می‌دهد که تغییر شدت جریان الکتریکی و زمان عملیات دو عامل کلیدی در تعیین انرژی خالص تولیدشده توسط باتری نمک‌زدایی آلومینیوم-هوا هستند. علاوه بر آن، برهم‌کنش‌های عوامل نیز اثرات معنی‌داری بر پاسخ نشان دادند. این تحلیل امکان اولویت‌بندی عوامل کلیدی و طراحی شرایط عملیاتی بهینه را فراهم کرد. به منظور مطالعه رفتار، یک مدل دوبعدی با رابط‌های نرنست-پلانک و توزیع جریان ثالثیه با استفاده از نرم‌افزار COMSOL Multiphysics توسعه یافت تا توزیع پتانسیل، غلظت یونی و جریان‌های یونی در سلول شبیه‌سازی شوند. این مدل رفتار حالت گذرا، تغییرات غلظت در تانک‌ها با زمان و رفتار دینامیکی سلول را پیش‌بینی کرد. این مدل امکان تحلیل دقیق تعاملات انتقال جرم و بار را فراهم کرده و به شناسایی عوامل محدودکننده عملکرد سلول و نقاط بحرانی قطبش غلظتی کمک کرد. نتایج شبیه‌سازی تأیید کرد که افزایش چگالی جریان باعث افزایش نرخ حذف نمک می‌شود، اما افت محسوس غلظت در مجاورت سطح غشا تشدید شده و کاهش تند غلظت منجر به آغاز ناحیه قطبش غلظتی در نزدیکی غشا شده است. جریان‌های متوسط توزیع یونی بهتری را ایجاد می‌کنند. جمع‌بندی فعالیت‌ها نشان می‌دهد که ترکیب تحلیل فاکتوریل و مدلسازی انتقال جرم و بار امکان شناسایی عوامل مؤثر، بهینه‌سازی طراحی و پیش‌بینی عملکرد باتری نمک‌زدایی آلومینیوم-هوا را فراهم می‌کند. سیستم توانایی نمک‌زدایی مؤثر، بازیابی انرژی همزمان و عملکرد پایدار را دارد و می‌تواند به عنوان یک راهکار نوین برای تأمین آب شیرین در شرایط کم‌آبی و مناطق کم‌انرژی مورد استفاده قرار گیرد.
تاریخ:
1404/10/28
تعداد بازدید:
74
منبع:
دانشگاه اصفهان

آدرس: اصفهان، میدان آزادی، دانشگاه اصفهان،میدان خوارزمی، ابتدای بلوار سلامت، ساختمان انصاری
کدپستی: 8174673441
تلفن: 37932685 تلفکس: 36682887
راهنمای جامع تلفن های دانشگاه اصفهان

کلیه حقوق این پایگاه متعلق به مرکز فناوری اطلاعات و ارتباطات دانشگاه اصفهان می باشد.

Powered by DorsaPortal