Modh Ullmhúcháin Membrane/Proton Membrane a roinnt!

Cealla breoslaagus uile-cadhnraí sreafa vanadiumIs teicneolaíochtaí tábhachtacha stórála fuinnimh agus comhshó iad ar féidir iad a úsáid go forleathan i réimsí éagsúla, mar shampla stóráil fuinnimh in -athnuaite agus feithiclí leictreacha. Scannán Tá ról lárnach ag ábhair i bhfeidhmiú na gcadhnraí seo toisc go gcaithfidh siad seoltacht ianach ard agus cobhsaíocht mhaith mheicniúil a bheith acu agus ag an am céanna treá leictreon a chosc ag an dá cheann den leictrilít.

Is féidir ábhair scannán a roinnt go garbh sna catagóirí seo a leanas:

1. Scannáin aigéad perfluorosulfonic (mar NAFION): De ghnáth bíonn cobhsaíocht cheimiceach den scoth agus seoltacht den scoth ag na hábhair seo, ach tá siad níos costasaí.

2. Seicní neamh-fhluairínithe (mar shampla polyethereretherketone sulfonated): Is roghanna níos neamhdhíobhálaí don chomhshaol iad seo le costais réasúnta íseal, ach d'fhéadfadh siad a bheith beagán níos lú ná seicní aigéad perfluorosulfonic i bhfeidhmiú.

3. Scannáin phóiriúla (mar shampla fluairíd pholaivinilidene scagach, PVDF): Tá struchtúr pore sonrach acu ar féidir leo tacú go héifeachtach le sreabhadh leictrilítí agus malartú ian.

4. Scannáin chóireála uisce (ábhair pholaolónna den chuid is mó): Cé go n -úsáidtear iad go príomha le haghaidh cóireála uisce, is féidir leo iarratais a fháil i dteicneolaíochtaí ceallraí ar leith, amhail tacú le cineálacha áirithe malartaithe ian.

Foinse Íomhá: Stóráil Fuinnimh Polymer

Tá modhanna agus meicníochtaí ullmhúcháin gach ábhair difriúil, a théann i bhfeidhm ar a bhfeidhmiú in ullmhúchán saotharlainne agus i dtáirgeadh ar scála níos mó. Inniu, roinnfimid modhanna ullmhúcháin scairt/seicní prótóin.

Is iad seo a leanas na próisis mhonaraithe de dhiaphragms: den chuid is mó:

1. Siméadracht siméadrach (membrane aonchineálach)

1.1 Modh ullmhúcháin membrane dlúth

Modh réitigh réitigh:

Úsáidtear an modh seo go coitianta i saotharlanna. Go sonrach, déantar an polaiméir a chumrú i dtuaslagán polaiméire le mais -chodán áirithe, agus tar éis téamh, corraíl, agus degassing, caithfear é i múnla. Nuair a sholadaíonn an tuaslagán polaiméir de réir a chéile, cruthaítear membrane prótóin. Is féidir an múnla a roghnú de réir an roghnúcháin polaiméire agus tuaslagóra, amhail plátaí gloine, plátaí cruach dhosmálta, miasa cultúir, etc. (mar a thaispeántar san fhigiúr thíos).

Mar shampla, nuair a ullmhaítear an tsraith choiteann perfluorinatedseicní malartaithe prótóin, is iondúil go ndíscaoiltear roisín aigéid sulfonic perfluorinated i dtuaslagóir ardphointe fiuchta (nó go n-úsáidtear córas alcóil uisce), agus faightear leacht réitigh sách aonfhoirmeach trí lártheifneoiriú ardluais nó trí degassing ascalaithe micreathonnach. Déantar an leacht réitigh a dhoirteadh ansin ar phláta gloine cothroma nó ar phláta cruach dhosmálta (más córas alcóil uisce é, ní mór é a bhácáil go mall ag teocht íseal agus ansin é a chur ar fáil ag teocht ard). Ansin is féidir scraper speisialta a úsáid chun é a scaipeadh i sciath aonfhoirmeach le tiús áirithe, mar a thaispeántar san fhigiúr thíos (braitheann an coigeartú tiús ar an gcineál scraper agus déantar é a choigeartú de réir taithí. Más scraper inchoigeartaithe go beacht é, is féidir é a ríomh ó ábhar soladach) go hiomlán mar gheall ar an gcomhshaol a bhaineann le haistriú a dhéanamh ar an gconradh agus an t -ábhar a dhíríonn air agus é a chur ar fáil chun an t -atmaisféar a cheadú chun an t -ábhar a cheadú chun an t -am ar fad a chur ar an gceadaigh an t -am ar fad chun an t -am ar fad a chur in iúl don chun an t -am ar fad a chur in iúl don chun an t -am ar fad a chur in iúl don chun an t -am ar fad a chur ar fáil don chun an t -am ar fad a chur ar an eolas faoi. galú, agus ar deireadh cruthaítear scannán aonfhoirmeach.

Modh foirmithe scannán leá (easbhrúite leá):

Déantar an polaiméir a théamh os cionn an leáphointe, leáite, agus ansin déantar é ina scannán trí mhúnla ar leith nó bás easbhrúite. Is iad na buntáistí a bhaineann leis an modh seo ná trealamh simplí agus oibriú éasca, ach ní furasta tiús agus aonfhoirmeacht an scannáin a rialú. Ina theannta sin, tá an méid polaiméir a úsáidtear sa chéim saotharlainne sách mór, agus is minic a úsáidtear an modh seo i aimpliú innealtóireachta. Go ginearálta, úsáidtear an modh seo nuair nach féidir le polaiméirí orgánacha tuaslagóir oiriúnach a mheaitseáil chun réiteach réitigh a ullmhú.

1.2 Modh ullmhúcháin an scannáin microporous (membrane siméadrach)

Modh síneadh:

Nuair a bhíonn an polaiméir i stát leathchriostalach, tá réigiúin chriostalacha agus éagruthacha taobh istigh, agus tá airíonna meicniúla an dá réigiún difriúil. Nuair a chuirtear fórsa teanntachta ar an bpolaiméir, tá an réigiún éagruthach róshrite, agus mar thoradh air sin déantar briste áitiúil a dhéanamh chun micropores a dhéanamh, agus caomhnaítear an réigiún criostalach mar chnámharlach an réigiúin microporous chun membrane leathchriostalach sínte a dhéanamh.

Príomhphointí: 1. Is é foirmiú polaiméirí leathchriostalacha an eochair don mhodh síneadh; 2. Is iad an luas iolrach agus síneadh an eochair chun paraiméadair a chruthú mar an sprioc -mhéid agus an phóirseacht.

Tá na céimeanna roinnte go garbh ina n -easbhrúite leá polaiméir → microcrystals comhthreomhara feadh an treo easbhrúite → Cóireáil teasa → Fuar síneadh pore ag déanamh → suíomh teasa. Úsáidtear an modh seo den chuid is mó le haghaidh ábhar membrane amhail poileitiléin agus polytetrafluoroethylene.

Modh eitseáil núicléach: 

Déantar an scannán polaiméire a bombardú sa treo ingearach trí bhlúirí eamhnaithe iseatóp nó cáithníní luchtaithe a astaítear ag luasairí cáithníní troma, agus tá na slabhraí fada de mhóilíní polaiméire briste. Mar gheall ar an gcumas imoibriúcháin ceimiceach an -ghníomhach a cruthaíodh ag an mbriseadh, is féidir é a dhíscaoileadh go fabhrach ag gníomhairí eitseáil cheimiceach chun poill a dhéanamh. Tá méid na bpiocháin membrane á rialú ag an méid creimthe. Modh shintéirithe: Teas an púdar púdraithe nó an púdar miotail go cothrom, déan an teocht agus an brú a rialú, ionas go mbeidh pores áirithe idir na cáithníní púdair, ná leá ach dromchla na gcáithníní púdair ach gan a bheith tuaslagtha go hiomlán, ionas go mbeidh siad ag nascadh lena chéile chun struchtúr tanaí póiriúil nó struchtúr feadánach a dhéanamh. Is féidir méid an pore membrane a rialú le méid na gcáithníní den phúdar bunaidh agus an teocht shintéirithe. Úsáidtear an modh seo den chuid is mó le haghaidh ábhar membrane amhail púdar miotail.

Modh díscaoilte, ar a dtugtar modh scaradh céim an réitigh freisin:

Is iondúil go dtagraíonn sé do mheascadh polaiméirí intuaslagtha áirithe nó breiseáin soladacha intuaslagtha eile isteach sa pholaiméir membrane. Tar éis an scannán a fhoirmiú, cuirtear an corp membrane i ndabhach uisce nó i roinnt tuaslagóirí bochta chun na substaintí measctha a mhaolú chun pores a dhéanamh. I measc na "bpóirsí" coitianta tá PEG, alcóil, eistir, etc., mar a thaispeántar san fhigiúr thíos.

2. Ullmhú seicní neamhshiméadracha

2.1 modh inbhéartaithe céime

Is é an modh inbhéartaithe céime an próiseas ina ndéanann an polaiméir an tuaslagán a threisiú isteach i solad agus a chlaraíonn ó stát leachtach aonchineálach ina dhá stát leachtacha (ar a dtugtar idirscaradh céim leachta leacht leacht freisin), a spreagann foirmiú céim pholaiméir tiubhaithe agus céim caol. Sa deireadh, cruthaíonn an chéim chomhchruinnithe an corp membrane, agus athraíonn an chéim chaola go pore. Úsáidtear an modh seo den chuid is mó i réimse na cóireála uisce.

Le blianta beaga anuas, nuair a tugadh isteach an prionsabal "scagthástáil ar mhéid pore" i réimse na gcadhnraí sreafa leachta, ullmhaítear an chuid is mó den tsraith membrane scagach d'fhoireann Zhang Huamin agus Li Xianfeng ó Institiúid Fisice Cheimiceach Dalian ag baint úsáide as an modh inbhéartaithe céime. Is éard atá i gceist le meicníocht foirmithe membrane ná próiseas claochlaithe an leacht réitigh (comhdhéanta de thuaslagán polaiméir agus tuaslagóir) faoi choinníollacha sonracha, agus ar deireadh cruthaíonn sé membrane deighilte polaiméir le struchtúr agus feidhmíocht ar leith. Cuimsíonn an próiseas seo dhá chéim den chuid is mó: próiseas idirscartha céim agus próiseas inbhéartaithe céime.

Próiseas idirscartha céim:

Nuair a bhíonn an leacht réitigh tumtha sa dabhach glóthach, an tuaslagóir agus an idirleathadh neamh-tuaslagóra ina chéile tríd an gcomhéadan folctha membrane/glóthach leachtach. Ag an bpointe seo, nuair a shroicheann an malartú idir an tuaslagóir agus an neamh-tuaslagóir leibhéal áirithe, éiríonn an leacht réitigh ina chóras éagobhsaí teirmidinimiciúil, mar sin tarlaíonn scaradh céim. Is í an chéim seo an eochair chun an struchtúr pore membrane a chinneadh. Díríonn an taighde go príomha ar airíonna teirmidinimice agus ar chinéitic oll -aistrithe an chórais leacht réitigh.

Próiseas Claochlaithe Céim:

Tar éis scaradh céim, déantar an tuaslagóir agus an neamh-tuaslagóir a mhalartú tuilleadh, agus tarlaíonn comhdhlúthú na bpiocháin membrane, an sreabhadh interphase agus soladú na céime saibhir polaiméire i scannán. Tá tionchar mór ag an gcéim seo ar mhoirfeolaíocht struchtúrach an bhun -scannáin. Díríonn an taighde go príomha ar an rialú struchtúrach (próiseas cinéiteach glóthach) le linn claochlú na céime ó dheighilt chéim go dtí an claochlú céim leachta réitigh. Baineann an modh claochlaithe céime úsáid as an leacht réitigh chun aistriú maise tuaslagóra agus neamh-tuaslagóra a mhalartú leis an timpeallacht máguaird. Éiríonn an tuaslagán bunaidh seasta-stáit neamhshuimiúil agus táirgeann sé claochlú céim leacht leachtach ina dhá chéim: an chéim atá saibhir ó thaobh na polaiméire de a chruthaíonn an scannán agus an chéim pholaiméirí atá mar phiocháin, agus a shoiléiríonn ar deireadh chun struchtúr membrane a dhéanamh. Tá an modh seo simplí le feidhmiú agus is féidir é a úsáid chun seicní d'fhoirmeacha éagsúla a ullmhú, mar sin is é an próiseas déanta membrane is coitianta é. Is iad saintréithe an scannáin chlaochlaithe chéim ná go ndéantar an ciseal craicinn agus an ciseal tacaíochta den ábhar céanna, agus go n -ullmhaítear agus go ndéantar an ciseal craicinn agus an ciseal tacaíochta a ullmhú agus a fhoirmiú ag an am céanna.

Ina theannta sin, rinneadh staidéar domhain ar na héifeachtaí a bhaineann le coinníollacha foirmithe membrane amhail an cineál, an tiúchan, an slaodacht den leacht foirmithe membrane, tiúchan agus teocht an folctha téachta ar struchtúr agus airíonna na seicní ceallalóis. Cinneann na coinníollacha seo struchtúr agus feidhmíocht an scannáin trí dhul i bhfeidhm ar an ráta idirleata. Mar shampla, nuair a dhéanann an tuaslagán polaiméire deascadh go mall, faightear struchtúr cosúil le spúinse (membrane RO), agus nuair a dhéantar glóthach a fhoirmiú go tapa, faightear struchtúr cosúil le méar (membrane UF), mar a thaispeántar san fhigiúr thíos.

2.2 Modh deighilte céim a tharlódh go teirmeach:

Déantar an polaiméir a mheascadh le tuaslagóirí eile agus téitear é os cionn leáphointe an pholaiméir chun an polaiméir a leá agus ar leithligh ó na tuaslagóirí eile. Déantar an polaiméir a fhuarú ansin chun scannán soladach a dhéanamh. Is féidir leis an modh seo membrane sách tanaí a tháirgeadh le haonfhoirmeacht ard.

2.3 Modh Trasnasctha Ceimiceach:

Déantar an tuaslagán polaiméire a mheascadh le gníomhaire tras-nascadh, agus spreagtar imoibriú tras-nasctha le téamh nó le catalaíoch chun membrane polaiméir tras-nasctha uisce-nasctha a dhéanamh. Tá feidhmíocht mhaith ag an scannán a fhaightear leis an modh seo, ach tá tionchar mór ag cineál agus tiúchan an ghníomhaire tras-nascadh ar fheidhmíocht an scannáin. Is iad na thuasluaite ná roinnt próiseas monaraíochta le haghaidh seicní malartaithe prótóin. Tá próisis éagsúla oiriúnach do pholaiméirí agus d'úsáidí éagsúla. I dtáirgeadh iarbhír, ba cheart an próiseas cuí a roghnú chun an scairt a ullmhú de réir riachtanais shonracha.

Is ceallraí athluchtaithe é ceallraí sreafa a stórálann fuinneamh leictreach trí shreabhadh leictrilítí leachtacha. Murab ionann agus cadhnraí solad-stáit traidisiúnta (mar shampla cadhnraí litiam-ian), déantar na comhpháirteanna stórála fuinnimh (leictrilítí) de chadhnraí sreafa a dheighilt agus a stóráil de ghnáth i gcoimeádáin sheachtracha, a scaiptear trí chealla ceallraí le linn muirir agus urscaoilte. Is teicneolaíocht ceallraí iad cadhnraí sreafa ina bhfuil substaintí gníomhacha i leictrilítí leachtacha. Tá an leictrilít lasmuigh den chairn ceallraí agus sreabhann sé tríd an chairn ceallraí faoi chaidéal cúrsaíochta a chur chun cinn chun tiontú fuinnimh cheimiceach a bhaint amach ina fhuinneamh leictreach. Tá ceithre phríomhbhealach teicniúil le haghaidh cadhnraí sreafa ar fud an domhain: cadhnraí sreafa uile-vanadium, cadhnraí since-brromine, cadhnraí cróimiam iarainn, agus cadhnraí polysulfide-brromán sóidiam. Ina measc, tá an tslabhra tionsclaíoch reatha agus an aibíocht theicniúil de chadhnraí sreafa uile-vanadium sách ard. Is éard atá sa chóras ceallraí sreafa uile-vanadium ná aonad cumhachta (stac ceallraí), aonad fuinnimh (umar stórála leictrilít agus leictrilít), aonad seachadta leictrilít (píblínte, comhlaí, caidéil, braiteoirí agus comhpháirteanna cúnta eile) agus córas bainistíochta ceallraí. Ina measc, tá an chairn ceallraí comhdhéanta de seicní malartaithe ian, leictreoidí, plátaí bipolar, frámaí leictreoidí, rónta agus ábhair eile. Cuimsíonn an líne táirgthe ceallraí sreafa (plátaí bipolar, gearradh membrane, gearradh carbóin, cóimeáil stac ceallraí), etc.